Hochschule Aalen revolutioniert Metall-3D-Druck mit Hochgeschwindigkeitskameras und KI

Ron Stoll
Ron Stoll
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Ein Schweißer in Schutzbrille und Handschuhen arbeitet an einem Metallstück und erzeugt Funken, mit Rohren, Kisten und anderen Gegenständen im Hintergrund.Ron Stoll

Hochschule Aalen revolutioniert Metall-3D-Druck mit Hochgeschwindigkeitskameras und KI

Forscher der Hochschule Aalen optimieren den Metall-3D-Druck mit fortschrittlicher Kameratechnologie. Im Mittelpunkt des Projekts steht das pulverbettbasierte Laserschmelzen von Metallen (PBF-LB/M), ein zentrales Verfahren zur Herstellung komplexer, hochleistungsfähiger Bauteile. Zwei Hochgeschwindigkeits-USB-Kameras des Herstellers IDS Imaging Development Systems kommen zum Einsatz, um den Prozess in Echtzeit und mit hoher Detailgenauigkeit zu analysieren.

Das LaserAnwendungsZentrum (LAZ) der Hochschule Aalen arbeitet daran, die Qualität, Gleichmäßigkeit und Effizienz von PBF-LB/M zu steigern. Diese Technologie wird in der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik sowie der Automobilindustrie eingesetzt, um maßgeschneiderte Metallkomponenten mit präzisen Eigenschaften herzustellen.

Zwei spezialisierte Kameras überwachen unterschiedliche Aspekte des Druckprozesses: Eine USB-uEye-CP-Kamera erfasst dynamische Vorgänge mit über 100 Bildern pro Sekunde bei einer Auflösung von mehr als 1000 × 1000 Pixeln. Sie verfolgt schnelle Phänomene wie Spritzerbildung, Rauchentwicklung und Erstarrungsverhalten. Parallel liefert eine USB-uEye-SE-Kamera statische Hochauflösungsbilder mit 20,36 Megapixeln und erkennt so geometrische Strukturen kleiner als 40 Mikrometer. Dadurch können die Forscher umgeschmolzene Schichten und die Pulververteilung auf mögliche Defekte hin untersuchen.

Seit 2022 hat das Team unter Leitung von Prof. Dr. Krzikowski erfolgreich sechs verschiedene Metalllegierungen für Elektromotorkomponenten verarbeitet, darunter Eisen-Silizium-, Kobalt-Eisen- und Nickel-Eisen-Varianten. Ziel ist es, die Fertigung zu verfeinern und Fehler in gedruckten Bauteilen zu reduzieren. Künftig soll künstliche Intelligenz die Prozessanalyse automatisieren und die Ergebnisse weiter verbessern.

Das Projekt verbindet Hochgeschwindigkeitsbildgebung mit Materialforschung, um die PBF-LB/M-Technologie voranzubringen. Bis März 2026 hatte das Team bereits Fortschritte mit mehreren Legierungen für industrielle Anwendungen demonstriert. Die Erkenntnisse sollen die additive Fertigung zuverlässiger und effizienter machen – insbesondere für hochbeanspruchte Metallteile.

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