1. Thermografie
  2. Applikationen
  3. Additive Fertigung

High-Speed-Ther­mo­grafie in der Addi­tiven Ferti­gung

In der additiven Fertigung hängt die Qualität des endgültigen Produktes maßgeblich von der Temperatur ab. Wärmebildkameras erfassen in Echtzeit Temperaturentwicklungen und Abweichungen und ermöglichen ein schnelles Eingreifen in den laufenden Prozess.

Kontrol­lierte Prozess­steue­rung und Quali­täts­si­che­rung

In der additiven Fertigung – auch bekannt als 3D-Druck – wird Material Schicht für Schicht aufgetragen, um dreidimensionale Gegenstände herzustellen. Gleichzeitig finden chemische und physikalische Härtungs- und Schmelzprozesse statt, bei denen die Temperatur eine entscheidende Rolle spielt. Wärmebildkameras unterstützen bei der systematischen Überwachung des gesamten Herstellungs- und Bearbeitungsprozesses.

Zahlreiche dieser additiven Fertigungsverfahren basieren auf Lasertechnologien wie Laserschmelzen, -sintern oder -auftragsschweißen. Andere Verfahren wie Binder Jetting werden durch einen Sinterdurchgang abgeschlossen, um das Material vollständig auszuhärten. Auch beim thermischen Spritzen spielt die Temperatur für das Erreichen der bestmöglichen Oberflächenhärte und optimale Antihafteigenschaften eine entscheidende Rolle. Um bei diesen Verfahren thermische Auffälligkeiten zu lokalisieren und detailliert abzubilden, unterstützen Thermografiekameras von InfraTec die Ermittlung und nachfolgende Einhaltung thermischer Prozessparameter durch In-Line-Überwachung. So können Wärmebildkameras beispielsweise direkt in einer Fertigungsmaschine integriert werden und ermöglichen dadurch eine berührungslose und rückwirkungsfreie Temperaturmessung.

Relevant sind dabei meist die Erfassung der Temperaturverteilung der Pulverbettoberfläche sowie die Messung von Schmelztemperaturen. Beides ist realisierbar für Temperaturbereiche bis über 2.000 °C und während der Laser arbeitet (in situ Messung).

Die genaue Überwachung von Maschinen, Verarbeitungsanlagen, Materialien und Temperaturen während der Fertigung und Verarbeitung von additiven Teilen ist sowohl in der Industrie als auch in der Forschung von elementarer Bedeutung. Die Abbildung der Wärmeflüsse in Bauteilen schafft ein vollständiges Prozessverständnis und erlaubt die präzise Kontrolle der Temperaturentwicklung der zu verarbeitenden Materialien sowie eine exakte thermische Steuerung des Prozesses. Fehler in der Produktion werden somit frühzeitig erkannt, Ausschuss aktiv vermieden und Rückläufer minimiert.

Außerdem können dadurch Prozess- und Taktzeiten deutlich optimiert und Zusammenhänge zwischen Prozessparametern und (Schmelz-)Temperaturen abgeleitet werden.

Event on demand

Optimising Additive Manufacturing Technologies Using Thermography (Sprache: Englisch)

  • Additive manufacturing: definition, benefits, types, presence and future

  • Fields of application for thermography in additive manufacturing

  • Challenges in additive manufacturing of metals

  • Use of thermography to improve manufacturing technologies

  • Technical requirements for IR cameras in additive manufacturing

Link zur Aufzeichnung

InfraTec Webinar: Optimising Additive Manufacturing Technologies Using Thermography
Event on demand

Optimising Additive Manufacturing Technologies Using Thermography (Sprache: Englisch)

  • Active thermography for non-destructive testing

  • Synchronizing high-tech sensors: ZEISS/GOM ARAMIS and infrared cameras from InfraTec

  • Tracking of temperature on homologous points in 3D space

  • Applications in materials, components and electronic testing

Link zur Aufzeichnung

Online Event - Thermography and Digital Image Correlation

Anfor­de­rungen an Wärme­bild­ka­meras in der Addi­tiven Ferti­gung mit Lasern

Die eingesetzten Wärmebildkameras müssen aufgrund der Charakteristika von Lasern in der additiven Fertigung spezifischen Anforderungen entsprechen. Dies gilt zum Beispiel mit Blick auf das zeitliche Auflösungsvermögen.

Typisch für die Arbeit mit einem Laser sind kurze Laserwirkungszeiten, bei denen Wärmeeinträge innerhalb von Sekundenbruchteilen stattfinden. Dies erfordert das Messen mit hohen Bildfrequenzen in Voll- und Teilbild. Besonders in der Mikromaterialbearbeitung mit gepulstem Laserlicht sind die Anforderungen an Thermografiesysteme sehr hoch. Geeignet für diese Anwendung ist beispielsweise die ImageIR® 8300 hs, da sie mit einem Bildformat von (640 × 512) IR-Pixeln und der hohen Bildfrequenz von 1.004 Hz Hochgeschwindigkeitsprozesse abbilden kann.

Eine ebenso große Bedeutung kommt der thermischen und geometrischen Auflösung der Wärmebildkameras zu. Je nach Verfahren und Material können mittels Laser sehr große als auch sehr kleine Temperaturunterschiede erzeugt werden, welche durchgehend und sehr präzise überwacht werden müssen. Hier bietet InfraTec verschiedene Funktionen der Kameras, wie z. B. HighSense-Mode, HDR-Funktion, HighSpeed-Mode und geometrische Auflösungen im HD-Bereich.

Detektorformat 1.920 x 1.536
Detektorformat

Thermografiebilder mit hoher Auflösung für die Temperaturmessung

besser als 15 mK
Thermische Auflösung

Präzises Erkennen geringster Temperaturunterschiede

105.000 Hz
IR-Bildfrequenz

Analyse sehr schneller Temperaturänderungen und dynamischer Prozesse

InfraTec Icon 10 GigE
10 GigE-Schnittstelle

Schnelle Übertragung und Speicherung größter Mengen von Messdaten auf einen Computer

IP67
Schutzgrad

Konstant hervorragende optische und messtechnische Leistung selbst in rauen industriellen Umgebungen

Ther­mo­gra­fie­vi­deos zur addi­tiven Ferti­gung

Thermografie Laserstrahlschmelzen
Additive Fertigung an der BAUHAUS-UNIVERSITÄT WEIMAR mit der VarioCAM® High Definition
Additive Fertigung - 3D-Druck Spindelhalter
High-Speed-Thermografie zur Prozesskontrolle beim Lasersintern
Additive Fertigung
Thermografie Laserstrahlschmelzen
Additive Fertigung an der BAUHAUS-UNIVERSITÄT WEIMAR mit der VarioCAM® High Definition
Additive Fertigung - 3D-Druck Spindelhalter
High-Speed-Thermografie zur Prozesskontrolle beim Lasersintern
Additive Fertigung

Vorteile der Ther­mo­grafie-Lösung in dieser Anwen­dung

Thermografie mit ImageIR Series von InfraTec - HDR - Bildnachweis: © iStock.com / Vershinin M

HDR – Große Temperaturbereiche gleichzeitig abbilden

Die Funktion High Dynamic Range (HDR) der Wärmebildkamera-Serie ImageIR® ermöglicht das kontinuierliche Aufnehmen von Messszenarien, die extrem voneinander abweichende Temperaturen aufweisen. Im HDR-Modus werden mehrere Thermogramme mit verschiedenen Integrationszeiten und verschiedenen Filtern schnell aufeinanderfolgend erstellt und zu einem Gesamtbild mit hohem Dynamikumfang zusammengesetzt. Der Messbereich kann dabei eine Spanne von bis zu 1.500 K umfassen. Nutzer erhalten kontrastreiche Bilder und Sequenzen in einem breiten Temperaturbereich, die eine hohe Messgenauigkeit auszeichnet.

HighSense für Thermografiekameraserie ImageIR®

High­Sense – Immer die opti­male Kame­ra­ein­stel­lung

Dank HighSense haben ImageIR®-Anwender die Möglichkeit, auf Basis der Werkskalibrierung individuelle Messbereiche einzustellen, die optimal zur jeweiligen Aufgabenstellung passen. Je nach Messaufgabe kann der gewünschte Temperaturbereich gewählt werden und die dafür optimale Integrationszeit wird automatisch ausgegeben – oder man entscheidet sich für ein Vorgehen in umgekehrter Reihenfolge. Die Kalibrierung kann somit auch bei geänderten Integrationszeiten beibehalten werden.

Thermografie-Kameraserie ImageIR® mit neuer 10 GigE-Schnittstelle

10 GigE-Schnitt­stelle für ein kräf­tiges Plus an Leis­tung

Die 10 Gigabit Ethernet-Schnittstelle der High-End-Kameraserie ImageIR® erschließt diesen extrem schnellen Übertragungsstandard mit einer eigens dafür bei InfraTec entwickelten Netzwerkkarte. Diese arbeitet mit einsteckbaren, modularen, optischen oder elektrischen Transceiver-Modulen, die leicht wechselbar sind und als SFP+ bezeichnet werden.

InfraTec Glossar - Rotierendes Filter- und Blendenrad

Sepa­rates Filter- & Blen­denrad – Spek­trale Ther­mo­grafie

Die Kombination aus je einem separaten Filter- und Blendenrad mit bis zu sechs freien Positionen (35 Kombinationen) ist Voraussetzung für den universellen Einsatz bei Messaufgaben mit hohen Objekttemperaturen und im Bereich der spektralen Thermografie. Durch die zur Signalabschwächung genutzten Neutraldichtefilter oder die Kombination von Spektralfiltern und Blenden werden Störeffekte sicher vermieden.

Thermografie-Aufnahme während der Zündung eines Airbags

Fens­ter­modus (Subwin­do­wing) – Erfas­sung schneller Sequenzen

Die Wärmebildkamera kann im Voll-, Halb-, Viertelbild- und Linien-Modus betrieben werden. Über die Kamera- Steuersoftware besteht die Möglichkeit, die erweiterte Subwindowing-Funktion zu nutzen. Mittels Click-and- Drag können so frei definierbare Teilbildformate schnell und komfortabel eingerichtet werden. Zur Erreichung dieser sehr hohen Bildwiederholraten wird jeweils ein definierter Teilbereich des Detektors ausgelesen.

InfraTec Thermografie - Geometrische Auflösung

Geome­tri­sche Auflö­sung – Effi­zient komplexe Baugruppen analy­sieren

Wärmebildkameras von InfraTec mit gekühlten und ungekühlten Detektoren verfügen über native Auflösungen von bis zu (1.920 × 1.536) IR-Pixeln. Räumlich hochaufgelöste Thermogramme stellen sicher, dass Komponenten und Baugruppen bis ins kleinste Detail abgebildet sind und dadurch Fehler sicher erkannt und präzise lokalisiert werden können.

Inte­griertes Trigger- / Prozess­in­ter­face und Schnitt­stellen – Wärme­bild­ka­mera und externe Geräte digital steuern

Das interne Triggerinterface garantiert eine hochpräzise, wiederholgenaue Triggerung. Jeweils zwei konfigurierbare digitale Ein- und Ausgänge dienen zum Steuern der Kamera oder zur Erzeugung von digitalen Steuersignalen für externe Geräte. Auf diese Art und Weise lassen sich beispielsweise der Betrieb einer Leiterplatte und der Takt einer Messung synchron aufeinander abstimmen.

Die Auswahl verschiedener Kameraschnittstellen erlaubt das Verarbeiten analoger Daten, wie z. B. der Spannung direkt durch die Kamera und damit das Einfügen dieser Informationen in die thermografischen Bilddaten. In den Auswertungen mit der Software können relevante Größen einbezogen werden, was das Ziehen von Rückschlüssen auf die Ursachen von Temperaturänderungen erleichtert.

Thermografie mit ImageIR Series von InfraTec - HDR - Bildnachweis: © iStock.com / Vershinin M

HDR – Große Temperaturbereiche gleichzeitig abbilden

Die Funktion High Dynamic Range (HDR) der Wärmebildkamera-Serie ImageIR® ermöglicht das kontinuierliche Aufnehmen von Messszenarien, die extrem voneinander abweichende Temperaturen aufweisen. Im HDR-Modus werden mehrere Thermogramme mit verschiedenen Integrationszeiten und verschiedenen Filtern schnell aufeinanderfolgend erstellt und zu einem Gesamtbild mit hohem Dynamikumfang zusammengesetzt. Der Messbereich kann dabei eine Spanne von bis zu 1.500 K umfassen. Nutzer erhalten kontrastreiche Bilder und Sequenzen in einem breiten Temperaturbereich, die eine hohe Messgenauigkeit auszeichnet.

HighSense für Thermografiekameraserie ImageIR®

High­Sense – Immer die opti­male Kame­ra­ein­stel­lung

Dank HighSense haben ImageIR®-Anwender die Möglichkeit, auf Basis der Werkskalibrierung individuelle Messbereiche einzustellen, die optimal zur jeweiligen Aufgabenstellung passen. Je nach Messaufgabe kann der gewünschte Temperaturbereich gewählt werden und die dafür optimale Integrationszeit wird automatisch ausgegeben – oder man entscheidet sich für ein Vorgehen in umgekehrter Reihenfolge. Die Kalibrierung kann somit auch bei geänderten Integrationszeiten beibehalten werden.

Thermografie-Kameraserie ImageIR® mit neuer 10 GigE-Schnittstelle

10 GigE-Schnitt­stelle für ein kräf­tiges Plus an Leis­tung

Die 10 Gigabit Ethernet-Schnittstelle der High-End-Kameraserie ImageIR® erschließt diesen extrem schnellen Übertragungsstandard mit einer eigens dafür bei InfraTec entwickelten Netzwerkkarte. Diese arbeitet mit einsteckbaren, modularen, optischen oder elektrischen Transceiver-Modulen, die leicht wechselbar sind und als SFP+ bezeichnet werden.

InfraTec Glossar - Rotierendes Filter- und Blendenrad

Sepa­rates Filter- & Blen­denrad – Spek­trale Ther­mo­grafie

Die Kombination aus je einem separaten Filter- und Blendenrad mit bis zu sechs freien Positionen (35 Kombinationen) ist Voraussetzung für den universellen Einsatz bei Messaufgaben mit hohen Objekttemperaturen und im Bereich der spektralen Thermografie. Durch die zur Signalabschwächung genutzten Neutraldichtefilter oder die Kombination von Spektralfiltern und Blenden werden Störeffekte sicher vermieden.

Thermografie-Aufnahme während der Zündung eines Airbags

Fens­ter­modus (Subwin­do­wing) – Erfas­sung schneller Sequenzen

Die Wärmebildkamera kann im Voll-, Halb-, Viertelbild- und Linien-Modus betrieben werden. Über die Kamera- Steuersoftware besteht die Möglichkeit, die erweiterte Subwindowing-Funktion zu nutzen. Mittels Click-and- Drag können so frei definierbare Teilbildformate schnell und komfortabel eingerichtet werden. Zur Erreichung dieser sehr hohen Bildwiederholraten wird jeweils ein definierter Teilbereich des Detektors ausgelesen.

InfraTec Thermografie - Geometrische Auflösung

Geome­tri­sche Auflö­sung – Effi­zient komplexe Baugruppen analy­sieren

Wärmebildkameras von InfraTec mit gekühlten und ungekühlten Detektoren verfügen über native Auflösungen von bis zu (1.920 × 1.536) IR-Pixeln. Räumlich hochaufgelöste Thermogramme stellen sicher, dass Komponenten und Baugruppen bis ins kleinste Detail abgebildet sind und dadurch Fehler sicher erkannt und präzise lokalisiert werden können.

Inte­griertes Trigger- / Prozess­in­ter­face und Schnitt­stellen – Wärme­bild­ka­mera und externe Geräte digital steuern

Das interne Triggerinterface garantiert eine hochpräzise, wiederholgenaue Triggerung. Jeweils zwei konfigurierbare digitale Ein- und Ausgänge dienen zum Steuern der Kamera oder zur Erzeugung von digitalen Steuersignalen für externe Geräte. Auf diese Art und Weise lassen sich beispielsweise der Betrieb einer Leiterplatte und der Takt einer Messung synchron aufeinander abstimmen.

Die Auswahl verschiedener Kameraschnittstellen erlaubt das Verarbeiten analoger Daten, wie z. B. der Spannung direkt durch die Kamera und damit das Einfügen dieser Informationen in die thermografischen Bilddaten. In den Auswertungen mit der Software können relevante Größen einbezogen werden, was das Ziehen von Rückschlüssen auf die Ursachen von Temperaturänderungen erleichtert.

Ther­mi­sche Auffäl­lig­keiten zuver­lässig loka­li­sieren und detail­liert abbilden

Durch In-Line-Überwachung thermischer Prozessparameter unterstützen Thermografiekameras von InfraTec die Optimierung additiver Fertigungsverfahren.

  • Berührungslose und rückwirkungsfreie Temperaturmessung

  • Abbildung von Wärmeflüssen in Bauteilen zur Gewinnung eines vollständigen Prozessverständnisses

  • Präzise Kontrolle des Aufheizens und Abkühlens der zu verarbeitenden Materialien

  • Überwachung definierter Energieeinträge und Reduzierung der thermischen Belastung

  • Exakte thermische Steuerung des Prozesses dank High- Speed-Datenerfassung, hoher geometrischer Auflösung und verzögerungsfreier Triggerung

  • Lückenlose Erfassung, Dokumentation und Auswertung von Temperaturverteilungen zur Ermittlung des optimalen Energieeintrags durch den Laser

Automatisierte Lösungen

Verwandte Ther­mo­grafie-Auto­ma­tion & System­lö­sungen

Zerstörungsfreie Prüfung - Bildnachweis: © RAM / Fotolia.com
Indus­tri­elle Auto­ma­tion

Prozesskontrolle – INDU-SCAN

Die berührungslose Messung von Temperaturverteilungen und Temperaturverläufen mit Industrie-Thermografiekameras erlaubt die effiziente Überwachung und Steuerung temperaturabhängiger Prozesse und Verfahren im Rahmen einer anlagenintegrierten Qualitätssicherung in der Industrie.

Automatisierte Thermografie im Warmumformen PRESS-CHECK
Industrielle Automation

Qualitätskontrolle beim Presshärten – PRESS-CHECK

Prüfen Sie berührungslos die Temperaturverteilung von Blechteilen während des Presshärtens und stellen Sie eine gleichförmig hohe Festigkeit und Qualität aller produzierten Pressteile sicher.

Automatisierte Thermografie-Prüfung in der Photovoltaik PV-LIT
ZfP - Zerstörungsfreie Prüfung

Solarmodul Test-System – PV-LIT

Erzielen Sie Qualitäts- und Kostenvorsprünge durch berührungslose thermografische Prüfung Ihrer Solarzellen und PV-Module mit einer Wärmebildkamera.

E-Lit Schrank von InfraTec für Infrarotthermografie
ZfP - Zerstö­rungs­freie Prüfung

Elektronik- und Halbleitermodulprüfung – E-LIT

Detektieren Sie bereits während der Fertigung ungleichmäßige Temperaturverteilungen und lokale Energieverluste mittels Lock-In-Thermografie.

Kontakt zum Bereich Thermografie der InfraTec

Möchten Sie mehr erfahren?

Nicht selten sind Aufgabenstellungen mit besonderen Anforderungen verknüpft. Besprechen Sie gemeinsam mit unseren Spezialisten Ihre konkrete Anwendung, erhalten Sie weiterführende technische Informationen oder lernen Sie unsere Zusatzdienstleistungen kennen.

InfraTec Deutschland
InfraTec GmbH Infrarotsensorik und MesstechnikGostritzer Straße 61 - 6301217 DresdenDEUTSCHLAND

Leis­tungen von InfraTec im Überblick

  • Gekühlte und ungekühlte High-End-Thermografiekameras zur Lösung komplexer Aufgabenstellungen

  • Verschiedene Detektorformate mit bis zu (1.920 × 1.536) IR-Pixeln und großen Temperaturmessbereichen

  • Modulares Design zur optimalen Anpassung an die Messund Prüfsituation (OEM-Lösungen)

  • Vollständiges Sortiment an Präzisions-Wechseloptiken mit erstklassiger Übertragungsgüte

  • Komplettlösungen inkl. Zubehör und Software für den F&E-Bereich und zur Prozesskontrolle

  • Erstklassiger Service sichert hohe Systemverfügbarkeit

  • Innovative Messtechnik mit über 25 Jahren Kompetenz

Down­load Flyer Additive Fertigung

Erhalten Sie alle Informationen auf einen Blick in unseren Produktflyern

InfraT ec Additive Fertigung Flyer

Wärme­bild­ka­mera für die addi­tive Ferti­gung

Wärmebildkamera von InfraTec
Zoom-Wärmebildkameras

ImageIR® 6300 Z

Bildformat(640 x 512) IR-Pixel
DetektortypXBn

Wärmebildkamera von InfraTec
High-End-Thermografiesysteme

ImageIR® 8300 hs

Bildformat(640 x 512) IR-Pixel
DetektortypT2SLS oder InSb

Wärmebildkamera von InfraTec
High-End-Thermografiesysteme

ImageIR® 9400 hp

Bildformat(2.560 x 2.048) IR-Pixel
DetektortypInSb

Wärmebildkamera von InfraTec
High-End-Thermografiesysteme

ImageIR® 10300

Bildformat(1.920 x 1.536) IR-Pixel
DetektortypInSb

Wärmebildkamera von InfraTec
Systemkameras

VarioCAM® HD head 900

Bildformat(2.048 x 1.536) IR-Pixel
DetektortypUngekühltes Mikrobolometer Focal Plane Array

Wärmebildkamera von InfraTec
Kompaktkameras

PIR uc 605

Bildformat(640 x 480) IR-Pixel
DetektortypUngekühltes Mikrobolometer Focal Plane Array

Wärmebildkamera von InfraTec
High-End-Thermografiesysteme

ImageIR® 9500

Bildformat(2.560 x 1.440) IR-Pixel
DetektortypMCT

Wärmebildkamera von InfraTec
High-End-Thermografiesysteme

ImageIR® 9400

Bildformat(2.560 x 2.048) IR-Pixel
DetektortypInSb

Wärmebildkamera von InfraTec
Systemkameras

VarioCAM® HDx head S

Bildformat(640 x 480) IR-Pixel
DetektortypUngekühltes Mikrobolometer Focal Plane Array

Verwandte Bran­chen und Anwen­dungs­ge­biete

Laseranwendungen

Laser­in­dus­trie

High-End-Thermografie bei wärmebildenden Laseranwendungen in der Materialbearbeitung.

InfraTec | Thermografie bei Gießvorgängen - Bildnachweis: @ iStock / Warut1

Metallindustrie

Die Erreichung einer kontinuierliche Verbesserung von Prozesssicherheit und Produktivität hat in der Metallindustrie oberste Priorität und kann durch Thermografie unterstützt werden.

Alle Branchen und Anwendungsgebiete anzeigen