Echtzeit-Qualitätskontrolle trifft auf KI-gestützte BSE-Bildgebung – nehmen Sie am kommenden Webinar von JEOL teil

Die Erkennung von Fehlern in der additiven Metallfertigung erfolgt in der Regel erst nach Abschluss des Bauvorgangs, wenn die Behebung von Mängeln kostspielig oder gar nicht mehr möglich ist. Bei der Pulverbettfusion von Metallen unter Verwendung eines Elektronenstrahls (PBF-EB/M, auch bekannt als EB-PBF oder EBM) ermöglicht die In-situ-Bildgebung mit rückgestreuten Elektronen (BSE) den Bedienern, Prozessunregelmäßigkeiten bereits während der schichtweisen Herstellung des Bauteils zu erkennen. Die BSE-Bildgebung ist eine der wichtigsten Stärken von JEOL in diesem Bereich und ist in den Metall-3D-Drucker JAM-5200EBM des Unternehmens integriert.

Durch die Auswertung des Kontrasts jeder erstarrten Schicht kann ein BSE-Überwachungssystem Fehler wie Poren und andere mikroskopische Unregelmäßigkeiten erkennen. Die neueste Weiterentwicklung und entsprechende Implementierung des KI-basierten Objekterkennungssystems von JEOL kann diese dann dem Bediener nahezu in Echtzeit melden.

VoxelMatters wird in Zusammenarbeit mit JEOL dieses Thema in einer Sitzung behandeln, in der die Funktionsweise der BSE-Überwachung detailliert erläutert wird – von den zugrunde liegenden physikalischen Prinzipien bis hin zur KI-basierten Fehlererkennung in der Praxis.

Ein Einblick in die BSE-Überwachung

In dieser Sitzung wird erläutert, wie rückgestreute Elektronen während des EBM-Verfahrens erzeugt und erfasst werden, wie der physikalische Messaufbau aufgebaut ist und wie die resultierenden Bilder entstehen. Anschließend werden konkrete Anwendungsfälle vorgestellt, darunter die KI-gestützte Fehlererkennung in der Praxis.

Die Teilnehmer erhalten einen klaren Überblick darüber, warum sich die BSE-Bildgebung für die In-situ-Prüfung in der EBM eignet, wie die KI-Objekterkennung BSE-Bilder in nahezu Echtzeit-Warnmeldungen zu Prozessfehlern umwandelt, wie die Hardware für die physikalische Überwachung hinter den Kulissen aussieht, und wo die BSE-Überwachung in der Praxis einen Mehrwert bietet – von der Fehlererkennung bis zur gesamten Prozesssteuerung.

Ein Flaggschiff unter den JEOL-Produkten

Im zunehmend wettbewerbsintensiven Segment der PBF-EB/M-Hardware ist die In-situ-BSE-Bildgebung ein herausragendes Merkmal und ein entscheidendes Unterscheidungsmerkmal der JEOL-Technologie. Diese Fähigkeit basiert auf der jahrzehntelangen Arbeit von JEOL im Bereich der Rasterelektronenmikroskopie, bei der die während des Schmelzprozesses emittierten rückgestreuten Elektronen erfasst werden. Das Ergebnis ist die Visualisierung der Druckqualität mittels Elektronenmikroskopie, selbst bei Verunreinigungen unterhalb der Strahlgröße. Ein derart tiefgehender Einblick ist mit der Laser-Pulverbettfusion und anderen additiven Verfahren in dieser Form nicht möglich.

Der klare und unmittelbare Vorteil ist die Echtzeit-Fehlererkennung bereits während des Bauprozesses. Im Gegensatz zur Röntgen-Computertomographie erfordert die BSE-Überwachung keinen zusätzlichen Prüfschritt nach dem Bau, was die Effizienz der Qualitätskontrolle verbessert. Das System erfasst ein BSE-Bild, indem es nach jedem Schmelzschritt Elektronenstrahlen auf die geschmolzene Oberfläche richtet, um anhand des resultierenden Querschnittsbildes automatisch innere Fehler und Verformungen des Bauteils zu erkennen.

Diese Rückmeldung erfolgt mit einer über 100-mal höheren Auflösung als bei herkömmlichen optischen Kamerasystemen und deckt durch direkte atomare Wechselwirkung Mikrodefekte wie Poren, Risse und Dichteveränderungen auf.

Mit Begeisterung in die Diskussion einsteigen

Davide Sher, Geschäftsführer und Mitbegründer von VoxelMatters, wird gemeinsam mit Siegfried Bähr von der JEOL GmbH darüber sprechen, wie die In-situ-BSE-Überwachung die Qualitätskontrolle direkt in den Fertigungsprozess integriert.

• Als Mitbegründer von VoxelMatters bringt Davide Sher sein fundiertes Wissen über die AM-Branche und seine umfangreiche Erfahrung als Marktanalyst in alle Aktivitäten von VoxelMatters ein. Mit über 20 Jahren Erfahrung in der Berichterstattung über Technologiemärkte hat Davide mehr als ein Dutzend Studien zum Thema AM verfasst und über tausend Artikel zu diesem Thema geschrieben.
• Siegfried Bähr ist AM-Anwendungsspezialist bei der JEOL (Germany) GmbH und unterstützt die Arbeit des Unternehmens im Bereich der Elektronenstrahl-Pulverbettfusion. Von Deutschland aus betreut er Kunden in ganz Europa durch Maschinenvorführungen, Schulungen und Anwendungsunterstützung. Mit über sieben Jahren Erfahrung in der additiven Fertigung war er zuvor als Chefingenieur der AM-Abteilung am iwb-Institut der TU München tätig und promovierte im Jahr 2025 zum Thema Prozessgase bei der laserbasierten Pulverbettfusion.