Micro-Epsilon bietet hochpräzise Laser-Sensoren für den 3D-Druck

Zuverlässige Echtzeitregelung

Micro-Epsilon bietet hochpräzise Laser-Sensoren für den 3D-Druck

Anzeige
Das 3D-Druckverfahren erlebt derzeit einen wahren Boom. Waren 3D-Drucker ursprünglich nur für die Produktion von Prototypen und für die Fertigung einzelner Teile gedacht, sind sie inzwischen längst auch für Serienfertigungen im Einsatz. Um qualitativ hochwertige Produkte zu erschaffen, sind eine exakte Führung des Druckkopfes sowie dessen Positionierung erforderlich. Die zuverlässige Echtzeit-Regelung führen hochpräzise Laser-Sensoren der Reihe optoNCDT 1420 von Micro-Epsilon durch. In diesem Beitrag erfahren Sie, warum der 3D-Druck in Zukunft eine noch wichtigere Rolle spielen wird.

Erich Winkler, Produktmanagement Lasertriangulationssensoren, Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG in Ortenburg

Inhaltsverzeichnis

1. Exakte Positionsbestimmung in Echtzeit

2. Messung feinster Details

3. Die Laser-Triangulation

 

Experten schätzen, dass der 3D-Druck in Zukunft die wichtigste Rolle bei der maßgeschneiderten Produktion von Bauteilen spielen wird. Ob Kunststoffteile für die Automobilindustrie oder präzise gefertigte Flugzeugteile, das Verfahren, bei dem Material Schicht für Schicht aufgetragen wird und dadurch dreidimensionale Gegenstände entstehen, wird zunehmend bezahlbarer und gleichzeitig beliebter. In kürzester Zeit lassen sich auch komplexe Bauteile herstellen, ohne vorherige Formerstellung, Formwechsel oder zusätzliche Bearbeitungsschritte. Darüber hinaus kann neben Kunststoff eine breite Palette an Metallen und Legierungen für den 3D-Druck verwendet werden.

Exakte Positionsbestimmung in Echtzeit

Die Mikro-Laser Sinter-Technologie ist eine additive Fertigungstechnologie, bei der auf Basis von CAD-Konstruktionsdaten aus Metallpulvern durch Laserstrahlung schichtweise ein Bauteil aufgebaut wird. Das Verfahren ist auch unter dem Begriff industrieller 3D-Druck bekannt. Dieser Prozess besteht aus dem Auftragen der Pulverschicht durch einen Druckkopf. Die Pulverschicht wird durch ein Rakel auf die richtige Dicke abgezogen. Im Anschluss wird das Pulver durch den Einsatz eines Lasers im Bauteilquerschnitt verschmolzen und die Bauplattform, auf der das Bauteil erstellt wird, senkt sich ab. Diese Arbeitsschritte werden bis zur Fertigstellung wiederholt. Ein Laser-Sensor optoNCDT 1420 ist dabei direkt neben dem Druckkopf angebracht, verfährt mit diesem über die Bauteilplattform und misst von oben den Abstand zum Bauteil. Die hohe Genauigkeit, im Zusammenspiel mit dem kleinen Laserpunkt, ermöglicht die exakte Positionsbestimmung des Druckkopfes, wodurch ein homogener Materialauftrag erfolgen kann. Die Überprüfung erfolgt in Echtzeit, dadurch ist bei Normabweichungen ein direktes Eingreifen in den Druckprozess möglich. Durch den Laser-Sensor lässt sich zudem kontrollieren, ob der Druckkopf mitläuft oder ob die Bauteilplattform in horizontaler und vertikaler Richtung korrekt ausgerichtet ist. Auch die Bauteilgrenzen werden korrekt erkannt, wodurch ein Verformen des Objekts verhindert werden soll. Für stabile Messwerte über den gesamten Prozess hinweg ist aufgrund der hohen Temperaturen lediglich noch eine Kühlung des Sensors notwendig.

Messung feinster Details

Micro-Epsilon bietet somit mit den Laser-Sensoren optoNCDT 1420 in der Laser-Triangulation eine besonders hohe Funktionalität und das Design wurde mit dem Red Dot Award Industrial Design ausgezeichnet. Die hohe Messrate von 4 kHz prädestiniert diese Modelle für Messaufgaben in 3D-Druckern. Dort ist der Bauraum begrenzt und der Druckkopf verfährt mit hoher Geschwindigkeit, sodass Messungen mit einer hohen Messrate gefordert werden. Die Sensoroptik erzeugt dafür einen extrem kleinen Lichtfleck, der die Messung feinster Details ermöglicht. Ein weiterer Vorteil dieses Laser-Sensors ist die Material- und Oberflächenunabhängigkeit. Dies ermöglicht Abstandsmessungen auf unterschiedlichen Materialien von Kunststoff bis Metall und verschiedenen Objektfarben von Weiß bis Schwarz mit höchster Präzision. Und auch einen Wechsel von matten zu glänzenden Oberflächen und damit von schwacher zu starker Reflexion meistert der Sensor mühelos. Die Auto-Target-Compensation (ATC) sorgt für eine schnelle Ausregelung von unterschiedlichen Reflexionen und erlaubt einen glatten Verlauf des Abstandssignals. Darüber hinaus verfügt der kompakte Weg- und Abstandssensor über einen internen Controller und das innovative Webinterface macht eine einfache Bedienung mittels vordefinierter Setups für verschiedene Oberflächen möglich.

Die Laser-Triangulation

Das Messprinzip der Laser-Triangulation basiert auf einer einfachen geometrischen Beziehung: Eine Laserdiode emittiert einen Laserstrahl, der auf das Messobjekt gerichtet ist und die reflektierte Strahlung wird über eine Optik auf einer CMOS-Zeile abgebildet. Der Abstand zum Messobjekt kann somit über die Dreiecksbeziehung zwischen Laserdiode, Messpunkt auf dem Objekt und Abbild auf der CMOS-Zeile bestimmt werden. Die Messauflösung reicht dabei bis in den Bruchteil eines Mikrometers. Laseroptische Wegsensoren messen aus großem Abstand zum Messobjekt mit einem sehr kleinen Lichtfleck, der Messungen von besonders kleinen Teilen ermöglicht. Der große Messabstand wiederum ermöglicht verschleißfreie Messungen gegen kritische Oberflächen, wie beispielsweise heiße Metalle. Darüber hinaus ist das Prinzip ideal für sehr schnelle Messungen mit hoher Genauigkeit und Auflösung. ik

www.micro-epsilon.de

Details zu den Laser-Sensoren der Reihe optoNCDT 1420 von Micro-Epsilon:

hier.pro/07uDW

Messe Vision 2018: Halle 1, Stand 1B07

Anzeige

Video aktuell

Michael Fraede, Senior Vice President System Technology der Zimmer Group, stellt den Kundennutzen durch durchgängige Mechatronisierung dar.

Aktuelle Ausgabe

Titelbild KEM Konstruktion Entwicklung Management S8
Ausgabe
S8.2018
LESEN
ARCHIV
ABO

Newsletter

Unsere Dosis Wissensvorsprung für Sie. Jetzt kostenlos abonnieren!

Produkttester werden!

Sie möchten Differenzdrucksensoren testen. Jetzt bewerben!

Top-Thema Spannvorrichtungen

Spannvorrichtungen

Alles über Spannvorrichtungen und welches Einsparungspotenzial sie bieten

Top-Thema Schaltschränke

Alle Infos über den Schaltschrankbau mit seinen Komponenten, Geräten und deren Verdrahtung

Kalender

Aktuelle Termine für Konstrukteure

Webinare & Webcasts

Technisches Wissen aus erster Hand

Whitepaper

Hier finden Sie aktuelle Whitepaper
Anzeige

Industrie.de Infoservice

Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de