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WEB Zerstörungsfreie Prüfung additiv gefertigter Metallproben mittels Röntgenrückstreuung und Laminographie

Mittwoch (13.05.2020)
18:35 - 18:40 Uhr Raum 1
Bestandteil von:
Beiträge:
- Poster *web* Oberflächeninokulation von Aluminiumpulvern für die additive Fertigung von Al-7075 Legierungen 1 Pascal Vieth
- Poster *web* Zerstörungsfreie Prüfung additiv gefertigter Metallproben mittels Röntgenrückstreuung und Laminographie 1 Dr. Maryam Nazarzadehmoafi
- Poster *web* Ein Prüfkonzept zur Bewertung des Zeitstandverhaltens additiv gefertigter Bauteile 1 Timo Brune
- Poster *web* Selektives Laser Schmelzen von β-Ti-Nb-Legierungen für Knochenimplantate 1 Dr. Stefan Pilz
- Poster *web* Erzeugung von Mikrostrukturen und der Einfluss von Bearbeitungsstrategien auf die Rauheit beim Lasermikrosintern von Edelstahl 316L 1 Jens Woytkowiak
- Poster *web* Hybride Fertigung von Flachdichtungen mittels Fused Filament Fabrication 1 Daniel Laumann
- Poster *web* Nanomodifizierte Aluminiumpulver für die additive Fertigung, unterstützt durch dynamische Differenzkalorimetrie 1 Steffen Heiland
- Poster *web* Herstellung individueller Strukturen aus silikatischen Werkstoffen mittels Wire-Laser Additive Manufacturing (WLAM) 1 Fabian Fröhlich
- Poster *web* Kontrollierte Veränderung von Tropfengrößen in 3D-gedruckten, mikrofluidischen Bauteilen unter Verwendung eines integrierten Reglers 1 Niclas Weigel
- Poster *web* Mikrostereolithographie mit nicht zytotoxischen Resinen für Zellkulturoberflächen 1 Carolin Fischer
- Poster *web* Additive Fertigung belastungsangepasster Implantate 1 Dennis Milaege
- Poster *web* Eutektische Aluminium-Nickel-Legierungen für die Prozessmodellierung im pulverbettbasierten Laserstrahlschmelzen 1 Markus Döring
- Poster *web* Untersuchung zum Einsatz von Voxel-CAD-Systemen beim 3D-Multimaterialdruck 1 Henning Einloth
- Poster *web* Phasenfeldsimulation über Prozess-Mikrostruktur-Eigenschaftsbeziehungen von additiv hergestellten Metallen 1 Prof. Dr. Bai-Xiang Xu
- Poster *web* Synthese, Charakterisierung und Verarbeitung von neuartigen Polymermaterialien für biomimetische Implantate 1 Dr. Wolfdietrich Meyer

Session P.1: Session 1
Gehört zu:
Symposium P: Oral-Poster-Präsentation


Additive Fertigung (engl. Additive Manufacturing, AM) ist das dreidimensionale Auftragen von Material in einer Schicht-für-Schicht-Methode, die das Potenzial hat, die Produktionstechnologie zu revolutionieren. Für einen breiten Einsatz ist die Zuverlässigkeit und Sicherheit der produzierten AM-Teile durch zerstörungsfreie Prüfungen (ZfP) zu gewährleisten und eine Qualitätssicherung des Prozesses durch Online-Überwachung erforderlich. Deshalb haben wir einen Prototypen einer Röntgenrückstreuanlage, die für Sicherheitsanwendungen entwickelt wurde, für die Anforderungen der ZfP optimiert, um ihn anschließend zur Qualitätssicherung für AM-Bauteile einsetzen zu können. In dieser Arbeit wurde der Prototyp getestet, um künstlich gedruckte Artefakte in AM-Proben zu detektieren, die durch pulverbettbasiertes Laserstrahlschmelzen aus der austenitischen Stahllegierung 316L hergestellt wurden. Darüber hinaus haben wir sowohl die klassische Durchstrahlungsprüfung als auch die 3D-Laminographie als Referenz- und Vergleichsmethode zur Detektion von künstlich gedruckten Artefakten in diesen Bauteilen eingesetzt.

Röntgenrückstreumessungen an AM-Proben aus Materialien von geringer Dichte, wie z.B. Aluminiumlegierungen, zeigen, dass die Rückstreutechnologie eine vielversprechende Methode für die Qualitätssicherung von Bauteilen aus leichten Werkstoffen mit inneren Hohlräumen mit einer Größe von mehr als 400 µm ist. Die on-line Zugänglichkeit des Werkstücks ist bei den AM-Systemen stark eingeschränkt, was den Einsatz einer konventionellen Radiographie oder einer Computertomographie verhindert. Die Röntgenrückstreuanlage benötigt während des Scans nur einen einseitigen Zugang zum Prüfobjekt im Abstand von einigen cm, was sie für In-Situ-Messungen auf AM-Systemen mit offenem Bauraum wie lichtbogenbasierten AM Prozessen mit Drahtzufuhr geeignet macht. Da die Intensität der Streustrahlung mit zunehmender Ordnungszahl und Dichte des Materials abnimmt, konnten in den Rückstreuungsbildern der Proben aus 316L bisher keine inneren Details detektiert werden.

Im Gegensatz dazu lassen sich mit der klassischen Durchstrahlungsprüfung und der 3D-Laminographie alle inneren Defekte detektieren. Dabei zeigte sich, dass die tatsächliche Ausdehnung der künstlich gedruckten Artefakte prozessbedingt bei einigen Proben geringer war als die Dimension des CAD-Ausgangsvolumenmodells.

Die Röntgenrückstreuung ist eine geeignete Technik zur Qualitätssicherung von vor allem leichten Materialien.

Sprecher/Referent:
Dr. Maryam Nazarzadehmoafi
Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Weitere Autoren/Referenten:
  • Dr. Uwe Zscherpel
    Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM)
  • Dr. Simon J Altenburg
    Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM)
  • Gunther Mohr
    Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM)
  • Dr. Christiane Maierhofer
    Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM)
  • Dr. Anja Waske
    Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM)

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