LMD Laser Metal Deposition è una forma di produzione additiva che è particolarmente utile per cose come la riparazione di utensili e l’applicazione di rivestimenti anti-corrosione. Come la maggior parte delle forme di produzione additiva, tuttavia, ha le sue sfide. Il risultato dipende da quanto uniformemente il raggio laser applica la polvere, dal momento che è difficile regolare in modo ottimale i parametri di processo come la velocità e il volume della carica di polvere nel bagno di fusione. Prima della stampa, gli ugelli e le sostanze caustiche devono essere regolarmente controllate, certificate e calibrate, ma questi passaggi sono scomodi e complessi.
“Un dipendente ha applicato una traccia di polvere su una lastra di metallo, che è stata poi controllata da un esperto”, ha detto il laureato Oliver Nottrodt, Project Manager per il controllo di processo e la tecnologia di sistema presso Fraunhofer ILT . “Ma solo pochi specialisti possono eseguire questo compito in qualità riproducibile.”
La sfida ha spinto gli ingegneri di Fraunhofer ILT a sviluppare un processo in linea supportato dalla macchina. La soluzione è composta da tre componenti principali: un modulo telecamera con ottica mobile e illuminazione, il tutto montato sulla testa di lavorazione. L’ugello viene misurato con un modulo laser che viene inserito nel sistema. L’elettronica, integrata separatamente o nel quadro elettrico della macchina, controlla i due moduli.
“Per la documentazione, è importante sapere dove si trovano gli assi del sistema”, ha detto Nottrodt. “La loro esatta posizione può essere trasferita dalla macchina base tramite le comuni interfacce bus dati”.
Per rilevare e misurare la distribuzione della densità delle particelle e le caustiche del getto di polvere, il getto viene illuminato con una linea laser perpendicolare al flusso di gas in polvere e osservata attraverso l’ugello della polvere dalla telecamera coassiale. Il sistema modifica più volte la posizione relativa del laser e della testa di lavorazione per ulteriori misurazioni. Quindi la valutazione da 2.000 a 3.000 immagini mostra la distribuzione statistica delle particelle in un piano.
“Se utilizzo questo metodo per acquisire gradualmente i cosiddetti caustics, ovvero l’area di messa a fuoco in cui il fascio di particelle di polvere è raggruppato, può essere calcolato e caratterizzato in modo molto preciso in termini dei parametri più importanti, come il diametro minimo e la distribuzione della densità “, ha detto Nottrodt.
Questo sistema consente agli utenti di misurare e certificare gli ugelli di alimentazione polveri e di caratterizzare completamente il rispettivo getto di polvere. Inoltre, automatizza molte delle attività dell’utente, come la misurazione e la marcatura delle posizioni del laser di elaborazione e la documentazione di tutte le fasi di lavoro. Il sistema di misurazione utilizza anche le caratteristiche geometriche del pool di fusione per monitorare il processo di deposizione del metallo laser, che visualizza e documenta anche.
Fraunhofer ILT sarà al CONTROL 2018 , una fiera internazionale per la garanzia della qualità, che si svolgerà a Stoccarda dal 24 al 27 aprile. Per saperne di più sul nuovo sistema, i partecipanti possono visitare lo stand congiunto di Fraunhofer Alliance VISION 6302 nel padiglione 6. Fraunhofer ILT presenterà un modulo telecamera con illuminazione integrata montata su una tipica testina di lavoro e gli ingegneri che hanno sviluppato il sistema dimostreranno come funziona il modulo laser sul computer.
