SPREKER

Tom Craeghs, wetenschappelijk medewerker, KU Leuven

TITEL

Online kwaliteitscontrole voor selectief lasersmelten met snelle CMos-camera

ABSTRACT

Selectief lasersmelten (Selective Laser Melting, SLM) is een laagsgewijs additief productieproces waarbij complexe en functionele metalen onderdelen kunnen worden gemaakt in een enkel proces. Bij SLM wordt een poederlaag gedeponeerd waarna een laserstraal dit laagje op bepaalde plaatsen zal smelten volgens een vooraf berekend scanpatroon. Door de laagsgewijze opbouw is er een bijna ongelimiteerde vormvrijheid, wat interessant is voor klantspecifieke werkstukken of voor productie van lichtgewicht structuren. Onder meer daarom is deze techniek uitstekend geschikt voor toepassingen in de medische wereld of in de luchtvaartindustrie. Om echter helemaal door te breken in deze sectoren moet een uitermate belangrijke zaak nog worden toegevoegd aan de huidige stand van zaken, namelijk het continu controleren van de kwaliteit van het proces. Zo kunnen fouten tijdens het proces worden gedetecteerd en kan het proces tijdig worden bijgestuurd om deze problemen te verhelpen.

In deze lezing stelt Tom Craeghs een systeem voor waarbij het SLM-proces continu wordt bekeken met behulp van een supersnelle CMos-camera. De beelden worden verwerkt op een FPGA, geïnstalleerd op een PXI-platform van National Instruments. Dankzij deze instrumentatie kunnen beelden worden verwerkt aan 10 kHz en meer. Op die manier kunnen continu de smeltbaddimensies worden opgemeten met voldoende hoge nauwkeurigheid en kunnen eventuele fouten worden gedetecteerd. Daarnaast kunnen de inputparameters van het proces, zoals vermogen en snelheid, met behulp van algoritmes die draaien op een tweede FPGA, continu worden bijgeregeld om de smeltbaddimensies onder controle te houden.

Voor het onderzoek rond procescontrole van SLM ontvingen Craeghs en zijn oud-collega Peter Mercelis in september vorig jaar de ‘Erlangen Innovation Award Optical Technologies 2010’. Het systeem werd gepatenteerd door de KU Leuven en wordt momenteel op de markt gebracht door het Duitse bedrijf Concept Laser, in nauwe samenwerking met de Leuvense universiteit.

BIOGRAFIE

Tom Craeghs studeerde werktuigkunde aan de KU Leuven, afdeling PMA. Sinds 2006 is hij als wetenschappelijk medewerker verbonden aan researchgroep van Jean-Pierre Kruth die zich richt op productie-engineering. Craeghs heeft zich gespecialiseerd in het onderzoek op het gebied van de online kwaliteitscontrole van selective laser melting (SLM).