Beschreibung
Directed-Energy-Deposition (DED) ist eine neuartige Near-Net-Shape-Technologie, um hochbeanspruchte (Titan-)Bauteile zu fertigen. Wird häufig entlang der DED-Prozesskette von additiven (DED) und subtraktive (spanende Nachbearbeitung) Prozessschritten gesprochen, betrachtet dieses Teilvorhaben im nachfolgenden den subtraktiven Prozessschritt spanende Nachbearbeitung unter Berücksichtigung vorgelagerter Prozesse. Dieser Prozessschritt ist unerlässlich, da nach dem Generieren die DED-Bauteile nicht die Qualitätsanforderungen erfüllen. Daher wird synonym auch der Begriff DED-Halbzeug verwendet. Zur Sicherstellung der geforderten Bauteilqualität ist eine Integration des Teilvorhabens in die Gesamtprozesskette zwingend notwendig, da Insellösungen nur unzureichende Ergebnisse erwarten lassen.
Im Fokus steht die Entwicklung der adaptiven spanenden Nachbearbeitung, mit denen die Halbzeuge unter Berücksichtigung der in den vorhergehenden Prozessschritten eingebrachten thermischen Eigenspannungen fertigbearbeitet werden. Hierfür werden Strategien für unterschiedlichste Strukturelemente entwickelt und parametrierte NC-Programme abgeleitet. Um die Bauteilqualität sicherzustellen erfolgt eine adaptive Anpassung der Bearbeitungsdaten ausgehend von den tatsächlichen Prozessparametern der vorgelagerten Prozessschritte. Die adaptive Anpassung der Bearbeitungsdaten kann nur durch Nutzung der Werkzeuge von Industrie 4.0 umgesetzt werden.
Daher wird die spanende Nachbearbeitung an den Digital Layer angebunden und kann durch die Entwicklung der entsprechenden Schnittstellen auf die entlang der Prozesskette im digitalen Zwilling gespeicherten Daten zurückgreifen. Zusätzlich wird durch Vermessung der Halbzeuge mit dem optischen Messsystem in Verbindung mit einem Best-Fit Abgleich der Aufwand für die spanenden Nachbearbeitung reduziert.
Außerdem wird vom IPMT ein Spannkonzept entwickelt, das eine Nachbearbeitung an allen Flächen des DED-Halbzeugs, auch bei begrenzter Zugänglichkeit sowie hohen Maß- und Formabweichung des Halbzeugs, ermöglicht.
Der entwickelte Teilprozess spanende Nachbearbeitung wird bei ERLAS in den Demonstrator der additiven Anlagentechnik integriert. Zum Abschluss erfolgt dann der Aufbau und die Inbetriebnahme des Liniendemonstrators bei PFW zur seriennahen Validierung der Nachbearbeitung innerhalb der Gesamtanlage.
