Mid Sweden University

Electron beam powder bed fusion in the context of additive manufacturing is a challenging process, as process-related defects often occur during the development process. There are various approaches to eliminate these defects. The installation of in-situ monitoring in the Arcam A2X machine is essential. The state-of-the-art involves seven main groups of detection methods that can be used. For example, electron-optical imaging, infrared thermography, and high-resolution imaging are presented, with high-resolution imaging being selected as the most suitable method for this work. A suitable camera with a suitable lens that can perfectly monitor the installation space must be found. The steps for manufacturing a housing unit and testing the camera with external light sources must also be worked through. The approach includes the development of solutions to achieve the objectives, including the implementation of a new camera and the use of LabVIEW software for in-situ monitoring and error detection on the electron beam printer. Once the camera has been implemented in the printer, there is potential for defect reduction, quality assurance, and process optimization in additive manufacturing, which ultimately leads to improved efficiency and cost savings. Process-related defects in the electron beam powder bed fusion printer can be detected and avoided at an early stage. Through comprehensive image processing tests, in-situ monitoring could enable real-time defect detection and process optimization

Das Elektronenstrahl-Pulverbettschmelzen im Kontext der additiven Fertigung ist ein fehleranfälliges Verfahren, da während des Entwicklungsprozesses häufig prozessbedingte Defekte auftreten. Es gibt verschiedene Ansätze, um diese Fehler zu beseitigen. Unumgänglich ist die Installation einer In-situ-Überwachung in der Arcam A2X Maschine. Der Stand der Technik umfasst sieben Hauptgruppen von Detektionsmethoden, welche dabei zum Einsatz kommen können. Elektronenoptische Bildgebung, Infrarot-Thermografie und hochauflösende Bildgebung werden beispielsweise vorgestellt, wobei die hochauflösende Bildgebung als die am besten geeignete Methode für diese Arbeit bestimmt wird. Eine geeignete Kamera mit passender Linse, die den Bauraum perfekt überwachen kann, muss gefunden werden. Ebenso müssen die Schritte zur Herstellung einer Gehäuseeinheit und das Testen der Kamera mit externen Lichtquellen abgearbeitet werden. Die Arbeit umfasst die Entwicklung von Lösungen zur Defekterkennung, einschließlich der Implementierung einer neuen Kamera und der Verwendung von LabVIEW-Software für die In-situ-Überwachung und Fehlererkennung am Elektronenstrahldrucker. Durch die Implementierung der Kamera im Drucker ergibt sich die Möglichkeit zur Fehlervermeidung, Qualitätssicherung und Prozessoptimierung in der additiven Fertigung, was letztlich zu einer verbesserten Effizienz und Kosteneinsparungen führt. Prozessbedingte Defekte im Elektronenstrahl-Pulverbettschmelzdrucker können so frühzeitig erkannt und vermieden werden. Durch umfassende Tests der Bildverarbeitung könnte die In-situ-Überwachung eine Echtzeit-Fehlererkennung und Prozessoptimierung ermöglichen.