Volumetrische Analyse optischer Signale für das selektive Laserschmelzverfahren (SLM) in der Additiven Fertigung

Das selektive Laserschmelzverfahren findet seit etlichen Jahren Anwendung in der Additiven Fertigung von metallischen Werkstücken. Zunehmend werden dabei optische Verfahren zur Prozessüberwachung und Qualitätssicherung eingesetzt, die z.B. zur Beobachtung des Schmelzpools im Strahlengang des Lasersystems (on axis) oder zur Überwachung des Pulverbettes (off axis) realisiert werden. Während es sich bei der optischen Messung immer um eine Messung von Eigenschaften an der momentanen Oberfläche des Baukörpers handelt, erlaubt eine Datenanalyse die Integration schichtweise gewonnener Messdaten in ein dreidimensionales Modell. Der schichtweise Fertigungsprozess selbst wirkt dabei wie eine Tomographie des späteren Werkstückes. Dies ermöglicht zum einen die räumliche Verortung optisch detektierter Prozessanomalien im Baukörper und ihre Korrelation mit weiteren (post-)analytischen Qualitätssicherungsverfahren, zum anderen können über Einzelschichten aggregierte Aussagen zu charakteristischem Verhalten gemacht werden. Dabei erweisen sich Verfahren des Maschinellen Lernens als nützlich, deren Potential für volumetrische Auswertungen anhand von aktuellen Beobachtungen dargestellt wird.