Dokument-ID Dokumenttyp Autoren/innen Persönliche Herausgeber/innen Haupttitel Abstract Auflage Verlagsort Verlag Herausgeber (Institution) Erscheinungsjahr Titel des übergeordneten Werkes Jahrgang/Band ISBN Veranstaltung Veranstaltungsort Beginndatum der Veranstaltung Enddatum der Veranstaltung Ausgabe/Heft Erste Seite Letzte Seite URN DOI Lizenz Datum der Freischaltung OPUS4-53292 Zeitschriftenartikel Gornushkin, Igor B.; Pignatelli, Giuseppe; Strasse, Anne Optical detection of defects during laser metal deposition: Simulations and experiment Laser metal deposition is a rapidly evolving method for additive manufacturing that combines high performance and simplified production routine. Quality of production depends on instrumental design and operational parameters that require constant control during the process. In this work, feasibility of using optical spectroscopy as a control method is studied via modeling and experimentally. A simplified thermal model is developed based on the time-dependent diffusion-conduction heat equation and geometrical light collection into detection optics. Intense light emitted by a laser-heated spot moving across a sample surface is collected and processed to yield the temperature and other temperature-related parameters. In a presence of surface defects the temperature field is distorted in a specific manner that depends on a shape and size of the defect. Optical signals produced by such the distorted temperature fields are simulated and verified experimentally using a 3D metal printer and a sample with artificially carved defects. Three quantities are tested as possible metrics for process monitoring: temperature, integral intensity, and correlation coefficient. The shapes of the simulated signals qualitatively agree with the experimental signals; this allows a cautious inference that optical spectroscopy is capable of detecting a defect and, possibly, predicting its character, e.g. inner or protruding. Amsterdam Elsevier 2021 Applied surface science 570 1 13 10.1016/j.apsusc.2021.151214 2021-09-17 OPUS4-48525 Posterpräsentation Pignatelli, Giuseppe Simultaneous temperature measurement during LMD by OES and thermography While sensors for monitoring the energy source, the melt pool size or temperatures during the process of metal-based Additive Manufacturing (AM) systems are commercially available, the impact of their results on the part quality are often unclear. In the BAM project ProMoAM, results of different process monitoring techniques are combined to achieve quality assurance for the produced parts during the build. Here, first results of simultaneous measurements of optical emission spectroscopy and thermography during the laser metal deposition process using 316L are presented. 2019 ANAKON 2019 Münster, Germany 25.03.2019 28.03.2019 2019-07-25 OPUS4-51858 Posterpräsentation Pignatelli, Giuseppe Optical Sensor for Monitoring Quality of 3D Metal Printing Additive Manufacturing (AM) becomes widespread in many technological fields including the precise machining of steel. To assure quality of final products, thorough monitoring of online process is required. We test several monitoring techniques during the AM printing to quickly detect and possibly correct flaws while building a workpiece. Here we show how optical emission spectroscopy can be used to recognize defects that are artificially introduced on a steel printing substrate. 2020 Scix 2020 Online meeting 12.10.2020 15.10.2020 2020-12-17 OPUS4-51877 Posterpräsentation Pignatelli, Giuseppe Optical emission spectroscopy as monitoring tool for ded This presentstion explains how optical emission spectroscopy can be exploited to on line monitor a DED printing production. This technique is tested printing on a substrate with artificial defects. 2020 1st Workshop on In-situ Monitoring and Microstructure Development in Additive Manufacturing Online meeting 10.12.2020 10.12.2020 2020-12-28 OPUS4-43476 Posterpräsentation Pignatelli, Giuseppe Effects of nanoparticles on laser ablation Introduction: Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) is an atomic emission analytical technique, wide spreading in laboratories and industries. One way to dramatically increase its analytical results is to deposit metal NPs on the sample surface, resulting in an better version called Nanoparticle Enhanced LIBS (NELIBS). In order to better know and use this technique, the evolution of the plasma has been studied with Tomography. 2017 CHESS 2017 Florence, Italy 27.11.2017 30.11.2017 2017-12-18 OPUS4-52987 Zeitschriftenartikel Scheuschner, Nils; Altenburg, Simon; Pignatelli, Giuseppe; Maierhofer, Christiane; Straße, Anne; Gornushkin, Igor B.; Gumenyuk, Andrey Vergleich der Messungen der Schmelzbadtemperatur bei der Additiven Fertigung von Metallen mittels IR-Spektroskopie und Thermografie Im Rahmen des Themenfeldprojektes „Process Monitoring of AM" (ProMoAM) evaluiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -Prüfung (BAM) gegenwärtig die Anwendbarkeit verschiedenster ZfP-Verfahren zur in-situ Prozessüberwachung in der additiven Fertigung (AM) von Metallen in Hinblick auf die Qualitätssicherung. Einige der wichtigsten Messgrößen sind hierbei die Temperatur des Schmelzbades und die Abkühlrate, welche starken Einfluss auf das Gefüge und die Eigenspannung haben. Aufgrund der Zugänglichkeit zum Werkstück während des Bauprozesses bieten sich optische Verfahren zu Temperaturbestimmung an. Hierbei stellen jedoch u. a. die hohe Bandbreite der zu messenden Temperaturen, die Bestimmung der Emissivität und ihre Änderung bei Phasenübergängen der verwendeten Legierung große experimentelle Herausforderungen dar. Eine weitere Herausforderung stellt für die IR-Spektroskopie die Absorption durch das Schutzgas und weitere optische Elemente dar. Um diese auch in einem industriellen Umfeld kompensieren zu können, wurde eine Methode entwickelt, die das gemessene Spektrum bei der Verfestigung des Werkstoffes als Referenz nutzt. In diesem Beitrag wird die Anwendung dieser Methode für die IR-Spektrometrie als auch Thermografische Messungen beim Laser-Pulver-Auftragschweißen von 316L gezeigt, wobei beide Methoden weiterhin in Hinblick auf ihre individuellen Vor- und Nachteile miteinander verglichen werden. Oldenburg De Gruyter 2021 tm – Technisches Messen 88 10 626 632 10.1515/teme-2021-0056 2021-07-21 OPUS4-53967 Beitrag zu einem Tagungsband Straße, Anne; Gumenyuk, Andrey; Scheuschner, Nils; Altenburg, Simon; Pignatelli, Giuseppe; Gornushkin, Igor B.; Baensch, Franziska; Rethmeier, Michael In-situ Prozessüberwachung beim Laser-Pulver-Auftragschweißen (LPA) mittels Thermografie, optischer Emissionsspektroskopie (OES) und Schallemissionsanalyse (SEA) Vor allem in den letzten Jahren ist das Interesse der Industrie an der additiven Fertigung deutlich gestiegen. Die Vorteile dieser Verfahren sind zahlreich und ermöglichen eine ressourcenschonende, kundenorientierte Fertigung von Bauteilen, welche zur stetigen Entwicklung neue Anwendungsbereiche und Werkstoffe führen. Aufgrund der steigenden Anwendungsfälle, nimmt auch der Wunsch nach Betriebssicherheit unabhängig von anschließenden kostenintensiven zerstörenden und zerstörungsfreien Prüfverfahren zu. Zu diesem Zweck werden im Rahmen des von der BAM durchgeführten Themenfeldprojektes „Prozessmonitoring in Additive Manufacturing" verschiedenste Verfahren auf ihre Tauglichkeit für den in-situ Einsatz bei der Prozessüberwachung in der additiven Fertigung untersucht. Hier werden drei dieser in-situ Verfahren, die Thermografie, die optische Emissionsspektroskopie und die Schallmissionsanalyse für den Einsatz beim Laser-Pulver-Auftragschweißen betrachtet. Düsseldorf DVS MEdia 2021 41. Assistentenseminar der Füge- und Schweißtechnik 370 978-3-96144-141-9 41. Assistentenseminar der Füge- und Schweißtechnik Magdeburg, Germany 02.09.2020 04.09.2020 132 140 2021-12-13