Auf der Hannover Messe präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) unter ihrem diesjährigen Messethema „We add Safety to Additive Manufacturing“ ein patentiertes Messgerät zur Hochtemperatur Laserprofilometrie. Das neue Messverfahren erlaubt erstmals den Einsatz einer Laserscanning-Technologie bei Temperaturen von bis zu 1700 Grad Celsius. Damit ist es möglich, die Größe und Form komplexer Bauteile beim Brennen oder Glühen zu messen und Veränderungen während des Prozesses zu erkennen. So lassen sich auch Abweichungen feststellen, die später zu einem Versagen der Bauteile führen können. Zum Einsatz könnte das Messgerät zukünftig für unterschiedliche Fertigungsverfahren kommen: bei der Herstellung von additiv oder herkömmlich gefertigten keramischen Bauteilen, aber auch bei der Entwicklung metallischer Komponenten für Hochtemperaturanwendungen.
Keramische Probe in der Messkammer des Hochtemperatur-Laserprofilometers: Der Laserstrahl wird aufgeweitet und auf die Probe gerichtet, um ihre Form zu bestimmen. Quelle: BAM
Moderne Herstellungsverfahren und gestiegene Qualitätsanforderungen erfordern den Einsatz prozessbegleitender und integrierter Prüfverfahren. Vor diesem Hintergrund hat die BAM ein neuartiges Hochtemperatur-Laserprofilometer entwickelt. Bei diesem Verfahren wird ein Laserstrahl aufgeweitet („Lichtschnitt-Lasertriangulation“) und auf eine Probe gerichtet, die sich in der Messkammer dreht. Mit Hilfe der Streulichtspur wird die Form der Probe bestimmt. „Ein Vorteil des Verfahrens ist die hohe Laserintensität, die Messungen bei Temperaturen von bis zu 1700 Grad Celsius ermöglichen kann“, erklärt BAM-Experte Dr. Ralf Müller. „Außerdem erfasst das Gerät die Messwerte so schnell, dass wir es auch bei Sinterprozessen einsetzen können.“ Damit lassen sich während des Brennprozesses auch temporäre Abweichungen von der Probengeometrie erkennen. Dieser Effekt, der als Sinterverzug bezeichnet wird, kann letztlich zu einem Versagen der Bauteile führen.
Erfolgreiche Zusammenarbeit mit mittelständischen Unternehmen
Die Entwicklung des Hochtemperatur-Laserprofilometers ist auch ein Beispiel für die erfolgreiche Zusammenarbeit der BAM mit mittelständischen Unternehmen. Bereits 2007 hatte die BAM ein Vorläufergerät entwickelt, mit dem flache keramische Proben bei Temperaturen bis zu 1000 Grad Celsius charakterisiert werden können. Seit 2013 arbeiten die Wissenschaftler fortlaufend an dem Demonstrationsgerät, das auf der Hannover Messe zu sehen ist.
Von Beginn an hat die BAM bei der Entwicklung des Messverfahrens mit mittelständischen Unternehmen zusammengearbeitet, die auf die Entwicklung von Messtechnik bzw. die Entwicklung von Laboröfen spezialisiert sind.
Derzeit wird das Messgerät zur Marktreife gebracht. Die BAM wird ihre Expertise in der Hochtemperatur-Laserprofilometrie weiterhin dazu nutzen, praxisrelevante Fragestellungen zu testen, die wissenschaftlichen Grundlagen des Verfahrens zu vertiefen und durch Publikationsstätigkeit die Verbreitung der Methode zu unterstützen.
So finden Sie uns: Die BAM auf der Hannover Messe 2019
Unter dem Motto „We add Safety to Additive Manufacturing“ können sich Besucherinnen und Besucher umfassend über die Forschung der BAM zum Thema additive Fertigung informieren. Außerdem stellt die BAM ihr Engagement in der Förderung von Ausgründungen vor (Stand C 51 in der Halle 2 „Research & Technology“).
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