07/03/2014 - Ingenieure der Universität von Oviedo verbessern die Genauigkeit des 3D-Drucks

Menéame

Die so genannte Additive Fertigung (Additive Manufacturing - AM) hat sich im Laufe des letzten Jahrzehnts zum dynamischsten Bereich im Bereich der Fertigungsprozesse entwickelt. Die Entwicklung neuer Techniken und die Verbesserung der Fähigkeiten bereits bestehender Verfahren hat dazu geführt, dass sich die AM-Prozesse von einfachen, schnellen Prototyping-Anwendungen bis hin zu Direktherstellung von Teilen und Werkzeugen komplett funktionell.

Ingenieure des Campus de Gijón arbeiten daran, die 3D-Druck-basierten Fertigungssysteme zu verbessern. Forscher aus den Bereichen Fertigung, Maschinenbau und Maschinenbau der Kontinuen Medien und Strukturtheorie entwickeln ein Projekt, das darauf abzielt, Fehler in Größe und Größe beim Drucken von 3D-Teilen zu minimieren und die Oberflächen- und Oberflächenveredelung zu verbessern.

Die Labore der Abteilung Bau und Engineering der Herstellung verfügen über einen dreidimensionalen Drucker, der mit Mitteln des International Excellence Campus im Rahmen des ARS_CEI-Projekts erworben wurde: Lab, das 2011 aus dem Teilprogramm "Stärkung" finanziert wurde, um die Technikwelt des Campus de Gijón mit den Maßnahmen zu verbinden, die im Laboral Art Centre und Industrial Creation durchgeführt werden.

Die Advanced Research in Additive Manufacturing Group der Universität Oviedo (ARAMO) entstand im Jahr 2011 aufgrund der Zusammenarbeit zwischen dem Engineering-Bereich der Herstellungsprozesse und dem Maschinenbaubereich der Universität Ovideo. Diese Gruppe verfolgt hauptsächlich das Ziel, Techniken zu entwickeln, die eine Verbesserung der Prozess- und Leistungsfähigkeit von Teilen ermöglichen, die durch AM-Prozesse hergestellt werden. Die Basisphilosophie von ARAMO beinhaltet einen multidisziplinären Ansatz, so dass es sich um eine Querschnittsgruppe handelt, die für die Zusammenarbeit mit Forschern innerhalb und außerhalb der Institution offen ist.

Die erste von der Gruppe veröffentlichte Arbeit Dimensional accuracy improvement of FDM square cross-section parts using künstlich neural networks and an optimation algorithm - Int J Adv Manuf Technol (2013) zielte auf die Verbesserung der dimensionalen Präzision von Teilen ab, die durch die Gründung von FDM (FDM) hergestellt wurden. Die mangelnde Präzision bei der Herstellung dieser Teile ist ein wichtiger Aspekt bei der Ausführung von Elementen für industrielle Zwecke.

Das Gewinde eines Stopfens

Das Forschungsteam erkannte dieses Problem aufgrund der Schwierigkeiten bei der Herstellung eines modularen Flaschenprototypen. Diese Flasche, die als Teil eines endgültigen Rennprojekts entworfen wurde, hatte einen zusätzlichen Außengewinde am Hals und einen Innengewinde in einer Unterseitenhöhle. Obwohl das Design die Toleranzen beinhaltete, die notwendig waren, um die beiden Gewinde richtig passen zu können, hat die mangelnde Genauigkeit des FDM-Gerätes in der ersten Version des Prototyps dies nicht möglich gemacht. Auf der Grundlage der gewonnenen Erfahrungen wurden beide geometrischen Eigenschaften geändert, was schließlich zu einem funktionierenden Prototyp führte.

Im Anschluss an diese Situation wurde ein Projekt gestartet, mit dem die dimensionale Abweichung von den hergestellten Teilen beschrieben und Techniken angewandt werden sollen, die auf künstlichen neuronalen Netzen (ANN) und evolutionären Algorithmen (Evolution Algorithms - EA) zur Änderung der Konstruktion der Teile basieren. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Reduzierung des Dimensionsfehlers um fast 50% erreicht, der mit der Entfernung zwischen den parallelen Seiten des Werkstücks verbunden war.

Derzeit führt ARAMO mehrere gleichzeitige Untersuchungen durch, um die Qualität der durch AM hergestellten Teile zu verbessern. Diese Forschungen zielen auf die Charakterisierung der Prozessfähigkeiten und die dimensionale Optimierung der Teile sowie auf die Certifizierung ihrer mechanischen Eigenschaften und ihrer Oberflächenqualität ab. Die Arbeiten konzentrieren sich auf die Prozesse FMD und Polyjet (basierend auf der Projektion und UV-Strahlung von Photopolymeren).

Für die Zukunft verfolgt ARAMO das Ziel, die Prozessverbesserung durch die Neugestaltung der mechanischen Konfiguration von Geräten und die Entwicklung und Umsetzung von Verbesserungen bei den weniger bekannten Prozessen zu vertiefen.

Untersuchungsteam

• David Blanco (Industriegebiet der Herstellungsverfahren)
• Braulio J. Álvarez (Industriegebiet der Herstellungsverfahren)
• Alvaro Noriega (Mechaniker-Engineering-Bereich)
• Alberto García (Mechaniker-Engineering)
• Pelayo Fernández (Bereich Mechanik der Kontinuierten Medien und Theorie der Strukturen)

Weitere Informationen:

ARAMO

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Universität Oviedo

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