Selbstlernendes Bildverarbeitungssystem zur Ermittlung von Qualitätskennzahlen bei der additiven Materialextrusion

Alexander Oleff

doi:10.51202/9783959009065

Zusammenfassung

Die fortschreitende Industrialisierung der additiven Fertigung im Bereich der Materialextrusion erfordert Werkzeuge zur Erfassung von Zustandsdaten sowie zur formalisierten Bewertung von Prozessqualitäten. Jedoch sind aktuelle Ansätze zur Prozessüberwachung im Hinblick auf die erforderliche Flexibilität und die Fähigkeiten zur Interpretation von Prozessdaten nicht aus-reichend. Daher wird in der vorliegenden Arbeit untersucht, inwieweit auf der Basis von selbst-lernenden Bildverarbeitungsverfahren zur schichtweisen Anomalieerkennung sowie einer Aus-wertung der digitalen Bauteilinformationen Qualitätskennzahlen für die Materialextrusion abgeleitet werden können. Hierzu werden die optischen Eigenschaften von Schichtoberflächen analysiert und darauf auf-bauend ein Bildverarbeitungssystem entwickelt. Um digitale Bauteilinformationen in die Bild-verarbeitung einzubeziehen, wird das NC-Programm zur Anlagensteuerung ausgewertet. Des Weiteren werden verschiedene Schichtbereiche in Segmentierungsschritten erkannt, kenn-zeichnende Merkmalsvektoren für Schichtoberflächen abgeleitet und unüberwachte maschi-nelle Lernverfahren zur Detektion von Unvollkommenheiten eingesetzt. Darauf aufbauend werden Qualitätskennzahlen für die Fläche und die Anzahl von Schichtunvollkommenheiten ermittelt. Die Evaluation des Bildverarbeitungssystems anhand eines praxisnahen Daten-satzes zeigt, dass Beleuchtungseinflüsse signifikant sind und zum Teil in einem Modell abge-bildet werden können. Zudem werden in der Fertigungspraxis auftretende Unsicherheiten von digitalen Bauteilinformationen quantifiziert. Anhand einer empirischen Feldstudie wird darüber hinaus ein Vorschlag für Güteklassen abgeleitet.

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Bibliographische Angaben

Copyrightjahr: 2024
ISBN-Print: 978-3-95900-906-5
ISBN-Online: 978-3-95900-906-5
Verlag: TEWISS, Garbsen
Reihe: Berichte aus dem IPH
Band: 03/2023
Sprache: Deutsch
Seiten: 166
Produkttyp: Monographie

Inhaltsverzeichnis

KapitelSeiten

Titelei/Inhaltsverzeichnis Kein Zugriff Seiten I - X
1 Einleitung Kein Zugriff Seiten 1 - 1
1. 2.1 Materialextrusion Kein Zugriff
2. 2.2 Qualitätsbewertung Kein Zugriff
3. 2.3 Fazit Kein Zugriff
1. 3.1 Qualitätskennzahlen in der Fertigungstechnik Kein Zugriff
2. 3.2 Prozessüberwachung bei der Materialextrusion: Systematische Literaturanalyse Kein Zugriff
3. 3.3 Fazit Kein Zugriff
4 Wissenschaftliche Fragestellung und Forschungsziele Kein Zugriff Seiten 30 - 31
1. 5.1 Einflüsse der Beleuchtungsrichtung und der Oberflächenstruktur Kein Zugriff
2. 5.2 Einflüsse der Beleuchtungsart Kein Zugriff
3. 5.3 Reflexionseigenschaften von Schichtkanten Kein Zugriff
4. 5.4 Fazit Kein Zugriff
1. 6.1 Funktionales Konzept Kein Zugriff
2. 6.2 Bildaufnahme Kein Zugriff
3. 6.3 Auswertung digitale Bauteilinformationen Kein Zugriff
4. 6.4 Segmentierung Kein Zugriff
5. 6.5 Erkennung von Anomalien Kein Zugriff
6. 6.6 Interpretation von Anomalien Kein Zugriff
7. 6.7 Fazit Kein Zugriff
1. 7.1 Datensatz Kein Zugriff
2. 7.2 Einflüsse auf Segmentierung Kein Zugriff
3. 7.3 Einflüsse auf Erkennung von Anomalien Kein Zugriff
4. 7.4 Fähigkeit zur Interpretation von Anomalien Kein Zugriff
5. 7.5 Fazit Kein Zugriff
1. 8.1 Prozessintegration für einen industriellen Einsatz Kein Zugriff
2. 8.2 Ableitung von Güteklassen Kein Zugriff
3. 8.3 Bedeutung der Forschungsergebnisse Kein Zugriff
9 Zusammenfassung und Ausblick Kein Zugriff Seiten 107 - 108
10 Literaturverzeichnis Kein Zugriff Seiten 109 - 136
1. 11.1 Untersuchungen zu optischen Eigenschaften von Schichtoberflächen Kein Zugriff
2. 11.2 Bildverarbeitungssystem-Demonstrator Kein Zugriff
3. 11.3 Bestimmung der externen Transformation zur Kalibrierung Kein Zugriff
4. 11.4 Identifikation von Schichtbereichen zur Erstellung des Geometriemodells Kein Zugriff
5. 11.5 Einfluss des Abstrahlwinkels auf die relative Strahlstärke Kein Zugriff
6. 11.6 Vergleich von selbstlernenden Klassifikatoren zur Erkennung von Anomalien Kein Zugriff
7. 11.7 Parameter des MEX-Prozesses Kein Zugriff
8. 11.8 Ausgewählte Schichtbilder des Datensatzes Kein Zugriff
9. 11.9 Statistische Testergebnisse zur Untersuchung der Kantenerkennung A Kein Zugriff
10. 11.10 Statistische Testergebnisse zur Untersuchung der Kantenerkennung B Kein Zugriff
11. 11.11 Messergebnisse von Qualitätskennzahlen und Linearitätsanalyse Kein Zugriff
12 Betreute studentische Arbeiten Kein Zugriff Seiten 160 - 161
13 Vorveröffentlichungen und Wiederverwertung Kein Zugriff Seiten 162 - 163
14 Lebenslauf Kein Zugriff Seiten 164 - 166