Online-Prozessüberwachung mittels Ultraschall bei der generativen Fertigung

Mit der Generativen Fertigung (auch Additive Verfahren genannt) können Bauteile durch schichtweises, lokales Erschmelzen eines pulverförmigen Ausgangswerkstoffes hergestellt werden. Dieses Fertigungsverfahren besitzt im Vergleich zu heutigen, konventionellen Herstellverfahren eine wesentlich höhere Designfreiheit und ein großes Potenzial hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit; damit ist es auch für die Herstellung geometrisch komplizierter Triebwerksbauteile sehr interessant. Durch lokales Erschmelzen mit einem Laserstrahl konnten bereits Triebwerksbauteile aus der warmfesten Nickellegierung Inconel 718 hergestellt werden. Zur Absicherung der Qualität werden dabei Ausgangspulver und Fertigungsparameter überwacht sowie das Bauteil zerstörungsfrei nachuntersucht. Um die komplexe Dynamik dieses Fertigungsprozesses noch genauer beschreiben und verstehen zu können, wurden erstmals Online-Ultraschallmessungen durchgeführt. In diesem Beitrag berichten wir über die Integration der Messtechnik in die Fertigungsanlage und zeigen anhand von generalisierten B-Bildern Ergebnisse, die den Aufbau von Testkörpern aus einzelnen, 40 µm dünnen Schichten illustrieren. Durch die Analyse der Signale kann auf die Anbindung der einzelnen Lagen sowie auf die zeitliche Entstehung von Materialfehlern geschlossen werden.