DE102016226159A1

DE102016226159A1 - Additives fertigungssystem und validierungsverfahren für additiv gefertigte bauteile

Info

Publication number: DE102016226159A1
Application number: DE102016226159.2A
Authority: DE
Inventors: Matthias Hegenbart; Claus Gosch; Peter Linde
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2016-12-23
Filing date: 2016-12-23
Publication date: 2018-06-28
Also published as: EP3340100A1; EP3340100B1; US10885214B2; US20180178451A1

Abstract

Ein Validierungsverfahren für additiv gefertigte Bauteile weist die Schritte des Übertragens von Druckvorgabedaten für ein additiv zu fertigendes Bauteil durch eine Druckauftragsinstanz an ein verteiltes Validierungsnetzwerk, des Validierens der Druckvorgabedaten durch das verteilte Validierungsnetzwerk und Anhängen der Druckvorgabedaten zusammen mit einer kryptographisch verschlüsselten Prüfsumme an ein durch das verteilte Validierungsnetzwerk verwaltetes Druckhistorienjournal, des Übertragens der Druckvorgabedaten durch die Druckauftragsinstanz an eine 3D-Druckvorrichtung, und des Ausführens eines generativen Fertigungsprozesses für das additiv zu fertigende Bauteil durch die 3D-Druckvorrichtung gemäß der übertragenen Druckvorgabedaten. Während der Durchführung des generativen Fertigungsprozesses erfolgt jeweils nach vorgegebenen Fertigungsabschnitten ein Übertragen einer Vielzahl von in dem vorangegangenen Fertigungsabschnitt vorherrschenden Fertigungsparametern an das verteilte Validierungsnetzwerk. Nachfolgende Fertigungsabschnitte werden dabei nur dann durch das verteilte Validierungsnetzwerk zur Durchführung in der 3D-Druckvorrichtung freigegeben, wenn ein Abgleichen der übertragenen Fertigungsparameter mit den in dem Druckhistorienjournal abgelegten Druckvorgabedaten erfolgreich ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Validierungsverfahren für additiv gefertigte Bauteile sowie ein verteiltes Validierungs- und Zertifizierungssystem zur Validierung und Zertifizierung von additiv gefertigten Bauteilen während der Fertigung, insbesondere für einen Einsatz in der Herstellung von qualitätsgesicherten Bauteilen im Luft- und Raumfahrtbereich.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Stereolithographie („stereolithography“, SLA), selektives Lasersintern („selective laser sintering“, SLS) und selektives Laserschmelzen („selective laser melting“, SLM) gehören zur Gruppe der generativen Fertigungsverfahren und werden landläufig auch als „3D-Druckverfahren“ bezeichnet. Dabei werden auf der Basis von geometrischen Modellen Datensätze erzeugt, die in einem speziellen generativen Fertigungssystem zur Herstellung von Objekten vordefinierter Form aus formlosen Materialien wie Flüssigkeiten und Pulvern formneutralem Halbzeugen wie etwa band-, draht- oder bahnförmigem Material mittels chemischer und/oder physikalischer Prozesse genutzt werden. 3D-Druckverfahren verwenden additive Prozesse, bei denen das Ausgangsmaterial schichtweise in vorgegebenen Formen sequentiell aufgebaut wird.
3D-Druckverfahren sind derzeit weit verbreitet in der Herstellung von Prototypen oder in der schnellen Produktentwicklung („Rapid Product Development“, RPD), in der eine ressourceneffiziente Prozesskette zur bedarfsgerechten Klein- und Großserienfertigung individualisierter Bauteile eingesetzt wird. 3D-Druckverfahren finden vielfältige Anwendung im Bauingenieurwesen, in der Architektur, in der Dentaltechnik, im Werkzeugbau, in der Implantologie, im Industriedesign, in der Automobilindustrie sowie auch in der Luft- und Raumfahrtindustrie.
3D-Drucker und speziell Lasersintervorrichtungen verwenden ein rechnergestütztes Konstruktionssystem („computer-aided design“, CAD) einerseits und eine Strahlanlage andererseits, welche den generativen Schichtaufbau des zu druckenden Objekts auf der Basis des von dem CAD-System bereitgestellten digitalen Fertigungsmodells durchführt. Ein dreidimensionales CAD-Modell des zu druckenden Objekts wird dabei einer zur Generierung der für die Strahlanlage notwendigen Steuerdaten durchgeführten Aufbereitungsprozedur unterzogen, dem sogenannten „Slicing“. Dabei wird das CAD-Modell in Schichten vorgegebenen gleichmäßiger Dicke mit Schichtnormalen entlang der Aufbaurichtung der Strahlanlage digital zerlegt, welche dann die Basis für die Steuerung des Energiestrahls an der Ausgangsmaterialoberfläche in der Strahlanlage bilden. Ein herkömmlicher Schichtzerlegungsalgorithmus bildet dabei das CAD-Modell auf ein parkettiertes Oberflächenmodell ab, wodurch eine Menge geschlossener Kurven bzw. Oberflächenpolygone entstehen, die die sogenannten „Slices“ zwischen zwei senkrecht durch Aufbaurichtung der Strahlanlage aufeinanderfolgenden Modellschnitte definieren.
Solche Oberflächenmodelle können zum Beispiel im für die Stereolithographie gängigen STL-Format gespeichert werden, welches die Oberflächengeometrie des dreidimensionalen zu druckenden Objekts als Rohdaten unstrukturierter Dreieckstexturen beschreibt. Die Strahlanlage liest die Oberflächenmodelldaten ein und setzt sie in ein entsprechendes Ansteuerungsmuster für den Laserstrahl in einem SLA-, SLS- oder SLM-Fertigungsverfahren um.
Da die additive Fertigung dezentral und lediglich auf der Basis digitaler Modelldaten erfolgt, verwischen die Grenzen zwischen Originalteilen und Drittanbieterteilen zunehmend. Wie beispielsweise in dem Dokument Zeltmann, S.E., Gupta, N., Tsoutsos, N.G., Maniatakos, M., Rajendran, J., Karri, R.: „Manufacturing and Security Challenges in 3D Printing“, JOM (2016) 68: 1872 geschildert, ist es grundsätzlich sinnvoll, Maßnahmen zur Absicherung der Qualität dezentral additiv gefertigter Bauteile zu treffen. Diese Maßnahmen sind insbesondere auf der digitalen Datenebene besonders wichtig, da eine Überprüfung der fertigen Bauteile sich bei hinreichender Absicherung auf der Datenübertragungsebene gegebenenfalls erübrigen kann.
Verschiedene Ansätze im Stand der Technik beschäftigen sich mit der Überwachung und Nachverfolgung von 3D-Druckprozessen: Beispielsweise bietet das Unternehmen Cubichain Technologies Blockchain-basierte Zertifizierungsprozesse für die additive Fertigung von Bauteilen in der Flugzeugindustrie an (http://www.cubichain.com/resources/Cubichain.Press.Release.11.15.16.pdf). Die Druckschrift EP 2 757 736 A1 beschäftigt sich mit sicheren Übertragungsverfahren für Steueranweisungen in numerisch gesteuerten Fertigungssystemen. Die Druckschrift US 2015/0112472 A1 offenbart Verfahren zur Steuerung und Überwachung von 3D-Druckvorgängen im Fernzugriff. Die Druckschrift US 2016/0098730 A1 schließlich offenbart ein Verfahren zur Verifikation von Herkunft und Qualität von Gütern auf der Basis eines distribuierten digitalen Blockkettenjournals.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine der Aufgaben der Erfindung besteht daher darin, Lösungen für die Überwachung, Validierung und Zertifizierung von Eigenschaften von in generativen Fertigungsverfahren hergestellten Objekten zu finden.
Diese und andere Aufgaben werden durch ein Validierungsverfahren für additiv gefertigte Bauteile mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein System zur Validierung und Zertifizierung von additiv gefertigten Bauteilen während der Fertigung mit den Merkmalen des Anspruchs 12, und ein nicht-flüchtiges computerlesbares Speichermedium mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst ein Validierungsverfahren für additiv gefertigte Bauteile die Schritte des Übertragens von Druckvorgabedaten für ein additiv zu fertigendes Bauteil durch eine Druckauftragsinstanz an ein verteiltes Validierungsnetzwerk, des Validierens der Druckvorgabedaten durch das verteilte Validierungsnetzwerk und Anhängen der Druckvorgabedaten zusammen mit einer kryptographisch verschlüsselten Prüfsumme an ein durch das verteilte Validierungsnetzwerk verwaltetes Druckhistorienjournal, des Übertragens der Druckvorgabedaten durch die Druckauftragsinstanz an eine 3D-Druckvorrichtung, und des Ausführens eines generativen Fertigungsprozesses für das additiv zu fertigende Bauteil durch die 3D-Druckvorrichtung gemäß der übertragenen Druckvorgabedaten. Während der Durchführung des generativen Fertigungsprozesses erfolgt jeweils nach vorgegebenen Fertigungsabschnitten ein Übertragen einer Vielzahl von in dem vorangegangenen Fertigungsabschnitt vorherrschenden Fertigungsparametern an das verteilte Validierungsnetzwerk. Nachfolgende Fertigungsabschnitte werden dabei nur dann durch das verteilte Validierungsnetzwerk zur Durchführung in der 3D-Druckvorrichtung freigegeben, wenn ein Abgleichen der übertragenen Fertigungsparameter mit den in dem Druckhistorienjournal abgelegten Druckvorgabedaten erfolgreich ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst ein System zur Validierung und Zertifizierung von additiv gefertigten Bauteilen während der Fertigung eine Druckauftragsinstanz, welche dazu ausgelegt ist, Druckvorgabedaten für ein additiv zu fertigendes Bauteil an ein verteiltes Validierungsnetzwerk zu übertragen. Das verteilte Validierungsnetzwerk ist dazu ausgelegt, die Druckvorgabedaten zu validieren und zusammen mit einer kryptographisch verschlüsselten Prüfsumme an ein durch das verteilte Validierungsnetzwerk verwaltete Druckhistorienjournal anzuhängen. Das System umfasst ferner eine 3D-Druckvorrichtung, welche dazu ausgelegt ist, einen generativen Fertigungsprozess für das additiv zu fertigende Bauteil gemäß der durch die Druckauftragsinstanz and die 3D-Druckvorrichtung übertragenen Druckvorgabedaten auszuführen. In dem System ist die 3D-Druckvorrichtung dazu ausgelegt, während der Durchführung des generativen Fertigungsprozesses jeweils nach vorgegebenen Fertigungsabschnitten eine Vielzahl von in dem vorangegangenen Fertigungsabschnitt vorherrschenden Fertigungsparametern an das verteilte Validierungsnetzwerk zu übertragen, und nachfolgende Fertigungsabschnitte nur dann durchzuführen, falls ein Abgleichen der übertragenen Fertigungsparameter mit den in dem Druckhistorienjournal abgelegten Druckvorgabedaten durch das verteilte Validierungsnetzwerk erfolgreich war.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung sind auf einem nicht-flüchtigen computerlesbaren Speichermedium computerausführbare Anweisungen gespeichert, die bei Ausführung mittels eines datenverarbeitenden Systems das datenverarbeitende System dazu veranlassen, die Schritte eines Validierungsverfahrens gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung auszuführen.
Eine wesentliche Idee der Erfindung besteht darin, den Fertigungsprozess in der generativen Fertigung von Bauteilen auf der digitalen Ebene durch Validierung in einer neutralen, nachprüfbaren und zumindest für die beteiligten Parteien offenen Instanz zu kontrollieren. Dazu kann ein Blockchain-Protokoll in einem verteilten Informationsnetzwerk eingesetzt werden, dessen Einträge konkateniert und damit einer Überprüfung durch die Eintragenden zugänglich gemacht werden. Durch die virtuelle Verknüpfung von 3D-Druckauftrag und 3D-Druckausführung und die damit einhergehende Überwachungsmöglichkeit der Einhaltung von Vorgaben des Druckauftrags bei der Druckausführung kann der gesamte generative Fertigungsprozess validiert und bei erfolgreicher Validierung auch gegenüber Drittparteien zertifiziert werden. Zudem kann der Druckprozess selbst lückenlos überwacht werden, um zufällig auftretende oder durch bösgläubige Auftragnehmer verursachte Unstimmigkeiten aufzudecken. Beispielsweise kann eine Vorteilnahme bei der Druckausführung durch Einsparung von Material oder durch Verwendung von kostensparenden, aber zu qualitativ minderwertigeren Endprodukten führenden Druckparametern effektiv verhindert werden.
3D-Druckprozesse sind insbesondere für die Bauteilfertigung vorteilhaft, da sie die Herstellung von dreidimensionalen Komponenten in urformenden Verfahren ermöglichen, ohne spezielles, auf die äußere Form der Komponenten abgestimmtes Fertigungswerkzeug zu benötigen. Dadurch werden hocheffiziente, Material sparende und Zeit sparende Herstellungsprozesse für Bauteile und Komponenten ermöglicht. Besonders vorteilhaft sind derartige 3D-Druckverfahren für strukturelle Bauteile im Luft- und Raumfahrtbereich, da dort sehr viele verschiedene, auf spezielle Einsatzzwecke abgestimmte Bauteile eingesetzt werden, die in solchen 3D-Druckverfahren mit geringen Kosten, geringer Fertigungsvorlaufzeit und mit geringer Komplexität in den für die Herstellung benötigten Fertigungsanlagen hergestellt werden können.
Die Validierung von in 3D-Druckprozessen hergestellten Bauteilen in der Luft- und Raumfahrtindustrie erlaubt es, Manipulationen in der Materialzusammensetzung, Abweichungen von vorgegebenen bzw. erwünschten Druckparameter, die Replikatanzahl, den Druckzeitpunkt sowie andere ein additives Fertigungsverfahren betreffende Parameter nicht nur zu überwachen, sondern hinsichtlich der Einhaltung von auftraggeberseitigen Vorgaben zu verifizieren. Die hierin geschilderten Validierungsverfahren erlauben eine automatisierbare Steuerung von 3D-Druckprozessen im Fernzugriff, die eine individuelle Qualitätskontrolle jedes einzelnen angefertigten Bauteils ermöglicht. Die dafür erforderliche Dokumentation kann für jeden Prozessbeteiligten unmanipulierbar in einem Validierungsprotokoll gemäß bekannter und vorgegebener Protokollierungsstandards festgehalten werden. Basierend auf diesem Validierungsprotokoll können gegebenenfalls Zertifikate über die nachgewiesene Qualität der Bauteile ausgestellt werden, deren Authentizität auch von Dritten problemlos nachgeprüft werden kann.
Aufgrund der vollständigen Digitalisierung des Validierungs- und Zertifizierungsprozesses ist der logistische und administrative Verwaltungsaufwand auf ein Minimum reduziert. Ferner können durch die papierlose Dokumentationskette auf den Seiten aller Beteiligten Kosten eingespart werden. Die Archivierung der Validierungs- und Zertifizierungshistorie ist über das verteilt arbeitende System äußerst effizient und sicher gegenüber Datenverlust.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
Gemäß einigen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Validierungsverfahrens kann die kryptographisch verschlüsselte Prüfsumme durch eine Hashfunktion gebildet werden, die als Funktionsargument die übertragenen Druckvorgabedaten sowie die kryptographisch verschlüsselte Prüfsumme des letzten Journaleintrags des Druckhistorienjournals aufweist.
Gemäß einiger weiterer Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Validierungsverfahrens können die Druckvorgabedaten neben den geometrischen Informationen über das dreidimensionale Datenmodell des additiv zu fertigenden Bauteils Informationen über das zu verwendende Druckmaterial, die zu verwendende Temperatur beim additiven Fertigen, den zu verwendenden Umgebungsdruck beim additiven Fertigen, die Menge des zu verwendenden Druckmaterials und/oder die Art des einzusetzenden generativen Fertigungsprozesses enthalten.
Gemäß einiger weiterer Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Validierungsverfahrens können die 3D-Druckvorrichtung und die Druckauftragsinstanz räumlich voneinander getrennt sein. Dies ist insbesondere dann häufig der Fall, wenn die Druckauftragsinstanz beispielsweise ein Hersteller von Flugzeugen ist, der Subunternehmer, die die jeweiligen 3D-Druckvorrichtungen betreiben, mit der Reparatur, Ersatzstellung oder Neuherstellung von Bauteilen beauftragt.
Gemäß einiger weiterer Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Validierungsverfahrens kann das Validierungsverfahrens weiterhin den Schritt des Erstellens eines Zertifikats über eine erfolgreiche Validierung des generativen Fertigungsprozesses für das additiv gefertigte Bauteil durch eine Zertifizierstelle umfassen, falls jeder der Fertigungsabschnitte des generativen Fertigungsprozesses durch das verteilte Validierungsnetzwerk freigegeben worden ist. Dabei kann in einigen Ausführungsformen weiterhin ein Anhängen des erstellten Zertifikats zusammen mit einer kryptographisch verschlüsselten Prüfsumme an das Druckhistorienjournal erfolgen. Diese Art der Zertifizierung koppelt das Zertifikat digital an die Druckhistorie und ermöglicht damit eine individualisierte und bauteilbezogene Zertifizierung, die für jeden Dritten unmanipulierbar nachvollziehbar ist.
Gemäß einiger weiterer Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Validierungsverfahrens kann die 3D-Druckvorrichtung einen dem Zertifikat entsprechenden Prüfcode in generativer Fertigungsweise auf das additiv gefertigte Bauteil aufbringt. Damit ist auch in physikalischer Weise eine Kopplung des individuellen Bauteils an die Validierung des Fertigungsprozesses möglich. Der Prüfcode kann dabei als Authentizitätsnachweis am Bauteil selbst dienen.
Gemäß einiger weiterer Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Validierungsverfahrens können die nach den Fertigungsabschnitten übertragenen Fertigungsparameter zusammen mit einer kryptographisch verschlüsselten Prüfsumme an das Druckhistorienjournal angehängt werden, falls das Abgleichen der übertragenen Fertigungsparameter mit den in dem Druckhistorienjournal abgelegten Druckvorgabedaten erfolgreich ist.
Gemäß einiger weiterer Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Validierungsverfahrens können die Fertigungsabschnitte jeweils eine vorgegebene Anzahl von Drucklagen des generativen Fertigungsprozesses umfassen.
Gemäß einiger weiterer Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Validierungsverfahrens kann der generative Fertigungsprozess mit einem metallischen Werkstoff zur Fertigung des Bauteils durchgeführt werden.
Gemäß einiger weiterer Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Validierungsverfahrens kann der generative Fertigungsprozess Stereolithographie, selektives Lasersintern oder selektives Laserschmelzen umfasst.
Gemäß einigen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems kann das System weiterhin eine Zertifizierstelle aufweisen, welche dazu ausgelegt ist, ein Zertifikat über eine erfolgreiche Validierung des generativen Fertigungsprozesses für das additiv gefertigte Bauteil zu erstellen, falls jeder der Fertigungsabschnitte des generativen Fertigungsprozesses durch das verteilte Validierungsnetzwerk freigegeben worden ist.
Gemäß einigen weiteren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems kann ein derartig erstelltes Zertifikat zusammen mit einer kryptographisch verschlüsselten Prüfsumme an das Druckhistorienjournal angehängt werden.
Gemäß einigen weiteren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems kann die 3D-Druckvorrichtung weiterhin dazu ausgelegt sein, einen dem Zertifikat entsprechenden Prüfcode in generativer Fertigungsweise auf das additiv gefertigte Bauteil aufzubringen.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:

1 eine beispielhafte Illustration eines Systems zur generativen Fertigung von Bauteilen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
2 eine schematische Illustration einer Systemumgebung zur Validierung und Zertifizierung von additiv gefertigten Bauteilen während der Fertigung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
3 ein Blockdiagramm eines Validierungsverfahrens für additiv gefertigte Bauteile gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
4 ein Ablaufdiagramm eines Validierungs- und/oder Zertifizierungsprozesses im Vorlauf zu und während der Fertigung eines additiv zu fertigenden Bauteilen gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, und
5 eine schematische Illustration eines computerlesbaren Speichermediums gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Die beiliegenden Figuren sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt. Richtungsangebende Terminologie wie etwa „oben“, „unten“, „links“, „rechts“, „über“, „unter“, „horizontal“, „vertikal“, „vorne“, „hinten“ und ähnliche Angaben werden lediglich zu erläuternden Zwecken verwendet und dienen nicht der Beschränkung der Allgemeinheit auf spezifische Ausgestaltungen wie in den Figuren gezeigt.
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nichts anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
3D-Druckverfahren im Sinne der vorliegenden Anmeldung umfassen alle generativen Fertigungsverfahren, bei welchen auf der Basis von geometrischen Modellen Objekte vordefinierter Form aus formlosen Materialien wie Flüssigkeiten und Pulvern formneutralem Halbzeugen wie etwa band-, draht- oder bahnförmigem Material mittels chemischer und/oder physikalischer Prozesse in einem speziellen generativen Fertigungssystem hergestellt werden. 3D-Druckverfahren im Sinne der vorliegenden Anmeldung verwenden dabei additive Prozesse, bei denen das Ausgangsmaterial schichtweise in vorgegebenen Formen sequentiell aufgebaut wird. 3D-Druckverfahren umfassen dabei insbesondere Stereolithographie („stereolithography“, SLA), selektives Lasersintern („selective laser sintering“, SLS) und selektives Laserschmelzen („selective laser melting“, SLM). Insbesondere umfassen 3D-Druckverfahren im Sinne der vorliegenden Erfindung additive Fertigungsverfahren, bei denen metallische Ausgangsstoffe wie beispielsweise verflüssigtes Metall oder Metallpulver zur generativen Fertigung von Bauteilen eingesetzt werden.
1 zeigt eine schematische Illustration einer Systems 10 zur generativen Fertigung von Bauteilen, im Folgenden kurz 3D-Druckvorrichtung 10. Die 3D-Druckvorrichtung 10 kann beispielsweise eine Anlage zum selektiven Lasersintern, eine Anlage zum selektiven Laserschmelzen oder eine Stereolithographieanlage sein. Im Folgenden werden die grundlegenden Prinzipien der 3D-Druckvorrichtung 10 beispielhaft im Zusammenhang mit SLS erläutert werden, obschon Druckvorrichtungen für andere 3D-Druckverfahren anders aufgebaut sein können.
Eine Energiequelle, beispielsweise ein CO₂-Laser 1, sendet einen Energiestrahl ortsselektiv auf einen bestimmten Teil einer Pulveroberfläche pulverförmigen Materials Ps, welches in einer Arbeitskammer 3 auf einer Werkplattform 3a aufliegt. Dazu kann eine optische Ablenkvorrichtung bzw. Scannermodul 2 wie etwa ein beweglicher bzw. kippbarer Spiegel vorgesehen sein, welcher den Laserstrahl L je nach seiner Kippstellung auf einen bestimmten Teil der Pulveroberfläche des Pulvers Ps ablenkt. Das pulverförmige Material Ps kann beispielsweise ein Metallpulver oder ein Metalllegierungspulver aufweisen.
An der Auftreffstelle des Laserstrahls L wird das Pulver Ps erhitzt, so dass die Pulverpartikel lokal aufgeschmolzen werden und bei einem Abkühlen ein Agglomerat bilden. In Abhängigkeit von einem durch ein CAD-System bereitgestellten und gegebenenfalls aufbereiteten digitalen Fertigungsmodell rastert der Laserstrahl L die Pulveroberfläche ab. Nach dem selektiven Schmelzen und lokalen Agglomerieren der Pulverpartikel in der Oberflächenschicht des Pulvers Ps kann überschüssiges, nicht agglomeriertes Pulver Pd in einen Überschussbehälter 5 übertragen werden. Danach wird die Werkplattform 3a abgesenkt und mit Hilfe einer Nivellierwalze 6 oder einer anderen geeigneten Rakel- oder Walzeinrichtung neues Pulver Pr aus einem Pulverreservoir 4 mit einer Reservoirplattform 4a in die Arbeitskammer 3 überführt. Das Pulver Pr aus dem Pulverreservoir 4 kann zur Beschleunigung des Schmelzprozesses durch Infrarotlicht auf eine knapp unter der Schmelztemperatur des Pulvers liegende Arbeitstemperatur vorgewärmt werden.
Auf diese Weise entsteht in einem iterativen generativen Aufbauprozess ein dreidimensionales gesintertes bzw. „gedrucktes“ Objekt B aus agglomeriertem Pulver. Das umliegende Pulver dient dabei der Abstützung des bis dahin aufgebauten Teils des Objekts B, so dass keine externe Stützkonstruktion notwendig ist. Durch die kontinuierliche Abwärtsbewegung der Werkplattform 3a entsteht das Objekt B in schichtweiser Modellerzeugung. Das Objekt B kann beispielsweise ein Bauteil B sein, zum Beispiel ein Bauteil B für den Einsatz in der Luft- und Raumfahrtindustrie.
In 2 ist eine schematische Illustration einer Systemumgebung zur Validierung und Zertifizierung von additiv gefertigten Bauteilen während der Fertigung gezeigt. Dabei wird beispielhaft und ohne Beschränkung der Allgemeinheit auf einen generativen Fertigungsprozess für Bauteile in der Luft- und Raumfahrtindustrie Bezug genommen. Eine Druckauftragsinstanz 11, wie beispielsweise eine Fluggesellschaft, ein Flugzeughersteller oder eine andere Einrichtung, erstellt von sich aus oder auf Anfrage eines Kunden Druckvorgabedaten für ein additiv zu fertigendes Bauteil B. Diese Drucksvorgabedaten können beispielsweise neben den geometrischen Informationen über das dreidimensionale Datenmodell des additiv zu fertigenden Bauteils B (wie etwa eine STL-Datei) Informationen über das zu verwendende Druckmaterial, die zu verwendende Temperatur beim additiven Fertigen, den zu verwendenden Umgebungsdruck beim additiven Fertigen, die Menge des zu verwendenden Druckmaterials und/oder die Art des einzusetzenden generativen Fertigungsprozesses enthalten.
Die Druckvorgabedaten werden zunächst von der Druckauftragsinstanz 11 an ein verteiltes Validierungsnetzwerk 13 übertragen, wo sie validiert werden, d.h. auf Stimmigkeit und Vereinbarkeit mit vorab bestimmten Randbedingungen überprüft werden. Insbesondere dient die Validierung der Druckvorgabedaten der Nachvollziehbarkeit des Druckauftrags durch den Druckauftragnehmer und die jeweilige Vereinbarkeit mit den vertraglichen Bedingungen der Zusammenarbeit mit dem Druckauftraggeber. Zusammen mit einer kryptographisch verschlüsselten Prüfsumme - beispielsweise einem Hashfunktionswert, dessen Hashfunktion als Funktionsargument die übertragenen Druckvorgabedaten sowie die kryptographisch verschlüsselte Prüfsumme des letzten Journaleintrags des Druckhistorienjournals aufweist - werden die Druckvorgabedaten dann an ein durch das verteilte Validierungsnetzwerk 13 verwaltete Druckhistorienjournal angehängt. Dieses Druckhistorienjournal wird über ein regelmäßiges Flooding-Verfahren allen Knoten N des Validierungsnetzwerks 13 zugänglich gemacht. Nur das aktuellste Druckhistorienjournal, welches korrekte Einträge aufweist, wird für die weitere Bearbeitung und das Anhängen weiterer Einträge genutzt. Zur Überprüfung der Korrektheit der Einträge dienen dabei die kryptographischen Prüfsummen.
Eine 3D-Druckvorrichtung 10 empfängt die validierten Druckvorgabedaten von der Druckauftragsinstanz 11 bzw. holt sich diese selbst aus dem validierten Druckhistorienjournal und beginnt mit dem generativen Fertigungsprozess für das additiv zu fertigende Bauteil B gemäß der entsprechenden Druckvorgabedaten. Die 3D-Druckvorrichtung 10 kann dabei von der Druckauftragsinstanz 11 räumlich getrennt sein. Zudem ist es für die Druckauftragsinstanz 11 nicht unbedingt notwendig, während des Druckvorgangs in der 3D-Druckvorrichtung 10 eine aktive Überwachung des Druckvorgangs auszuführen, da die Validierung des gesamten Druckvorgangs in der 3D-Druckvorrichtung 10 während der Laufzeit mithilfe des unmanipulierbaren Druckhistorienjournals gewährleistet ist.
Dazu wird während der Durchführung des generativen Fertigungsprozesses jeweils nach vorgegebenen Fertigungsabschnitten ein Nachverfolgungsschritt vorgesehen, bei dem die 3D-Druckvorrichtung 10 eine Vielzahl von in dem vorangegangenen Fertigungsabschnitt vorherrschenden Fertigungsparametern an das verteilte Validierungsnetzwerk 13 zu übertragen hat. Die Fertigungsabschnitte können zum Beispiel jeweils eine vorgegebene Anzahl von Drucklagen des generativen Fertigungsprozesses umfassen. Insbesondere kann es möglich sein, nach jeder einzelnen gedruckten Materiallage einen Fertigungsparameterabgleich mit den Druckvorgabedaten gemäß dem Druckhistorienjournal vorzunehmen. Die nach den Fertigungsabschnitten durch die 3D-Druckvorrichtung 10 übertragenen Fertigungsparameter können zur besseren Nachvollziehbarkeit des Fertigungsprozesses und zu Dokumentationszwecken zusammen mit einer kryptographisch verschlüsselten Prüfsumme an das Druckhistorienjournal angehängt werden. Dieses Anhängen erfolgt natürlich nur dann, wenn das Abgleichen der übertragenen Fertigungsparameter mit den in dem Druckhistorienjournal abgelegten Druckvorgabedaten erfolgreich ist, d.h. wenn in dem verteilten Validierungsnetzwerk 13 ein Majoritätsentscheid über die Übereinstimmung der in dem Fertigungsabschnitt vorherrschenden Druckparameter mit den in den Druckvorgabedaten geforderten Druckparametern gefällt werden kann.
Nur in diesem Fall werden auch nachfolgende Fertigungsabschnitte für die 3D-Druckvorrichtung 10 freigegeben, d.h. die 3D-Druckvorrichtung 10 kann den 3D-Druckvorgang nur dann valide fortsetzen, falls ein Abgleichen der übertragenen Fertigungsparameter mit den in dem Druckhistorienjournal abgelegten Druckvorgabedaten durch das verteilte Validierungsnetzwerk 13 erfolgreich war.
In dem System 100 kann weiterhin eine Zertifizierstelle 12 eingerichtet werden, die ein Zertifikat über eine erfolgreiche Validierung des generativen Fertigungsprozesses für das additiv gefertigte Bauteil B erstellen kann. Derartige Zertifikate werden nur dann ausgestellt, wenns jeder der Fertigungsabschnitte des generativen Fertigungsprozesses durch das verteilte Validierungsnetzwerk 13 freigegeben worden ist. Das Zertifikat kann dabei zusammen mit einer kryptographisch verschlüsselten Prüfsumme an das Druckhistorienjournal angehängt werden, beispielsweise wieder über ein Hashprotokoll. Zudem kann die 3D-Druckvorrichtung 10 nach erfolgreicher Zertifizierung einen dem Zertifikat entsprechenden Prüfcode in generativer Fertigungsweise auf das additiv gefertigte Bauteil aufbringen. Der Prüfcode kann dabei beispielsweise ein alphanumerischer String sein, der dem letzten gültigen Hashwert des Zertifikats entspricht.
Die 3 zeigt ein Blockdiagramm eines schematischen Ablaufs eines Validierungsverfahrens M für additiv gefertigte Bauteile, beispielsweise solche Bauteile B, wie sie in einer 3D-Druckvorrichtung wie etwa der 3D-Druckvorrichtung 10 in 1 hergestellt werden können. Dabei kann das Validierungsverfahren M auf die Infrastruktur des Systems zurückgreifen, wie im Zusammenhang mit 2 erläutert.
In einem ersten Schritt M1 erfolgt ein Übertragen von Druckvorgabedaten für ein additiv zu fertigendes Bauteil B durch eine Druckauftragsinstanz 11 an ein verteiltes Validierungsnetzwerk 13. Die Druckvorgabedaten können beispielsweise neben den geometrischen Informationen über das dreidimensionale Datenmodell des additiv zu fertigenden Bauteils B (wie etwa STL-Dateien) Informationen über das zu verwendende Druckmaterial, die zu verwendende Temperatur beim additiven Fertigen, den zu verwendenden Umgebungsdruck beim additiven Fertigen, die Menge des zu verwendenden Druckmaterials und/oder die Art des einzusetzenden generativen Fertigungsprozesses enthalten.
In einem zweiten Schritt M2 werden die Druckvorgabedaten durch das verteilte Validierungsnetzwerk 13 validiert und zusammen mit einer kryptographisch verschlüsselten Prüfsumme an ein durch das verteilte Validierungsnetzwerk 13 verwaltetes Druckhistorienjournal angehängt. Diese kryptographisch verschlüsselte Prüfsumme kann beispielsweise durch eine Hashfunktion gebildet wird, die als Funktionsargument die übertragenen Druckvorgabedaten sowie die kryptographisch verschlüsselte Prüfsumme des letzten Journaleintrags des Druckhistorienjournals aufweist. Danach werden die Druckvorgabedaten durch die Druckauftragsinstanz 11 an eine 3D-Druckvorrichtung 10, die auch räumlich von der Druckauftragsinstanz 11 getrennt sein kann, in einem Schritt M3 übertragen.
Der eigentliche generative Fertigungsprozess für das additiv zu fertigende Bauteil B wird in Schritt M4 durch die 3D-Druckvorrichtung 10 gemäß der übertragenen Druckvorgabedaten durchgeführt. Während der Durchführung des generativen Fertigungsprozesses wird jeweils nach vorgegebenen Fertigungsabschnitten iterativ ein Schritt M5 des Übertragens einer Vielzahl von in dem vorangegangenen Fertigungsabschnitt vorherrschenden Fertigungsparametern an das verteilte Validierungsnetzwerk 13 vorgenommen. Daran schließt sich ein Schritt M6 des Abgleichens der übertragenen Fertigungsparameter mit den in dem Druckhistorienjournal abgelegten Druckvorgabedaten an. Als Rückkopplung wird bei einem erfolgreichen Abgleich der nachfolgende Fertigungsabschnitt durch das verteilte Validierungsnetzwerk 13 zur Durchführung in der 3D-Druckvorrichtung 10 freigegeben. Die Schritte M5 und M6 wiederholen sich solange, bis im Falle eines fehlerhaften Drucks der generative Fertigungsprozess als nicht validierbar abgebrochen werden muss oder bis der letzte der vorgegebenen Fertigungsabschnitte erfolgreich durchlaufen und validiert worden ist.
Die Fertigungsabschnitte können dabei jeweils eine Anzahl von Schichten des generativen Fertigungsprozesses aufweisen, d.h. nach jeweils einer bestimmten Anzahl gedruckter Schichten wird der Fertigungsprozess für eine Validierung angehalten. Die nach den Fertigungsabschnitten jeweils übertragenen Fertigungsparameter können zu Zwecken der Dokumentation und Überprüfung durch die Druckauftragsinstanz 11 auch zusammen mit einer kryptographisch verschlüsselten Prüfsumme an das Druckhistorienjournal angehängt werden, falls das Abgleichen der übertragenen Fertigungsparameter mit den in dem Druckhistorienjournal abgelegten Druckvorgabedaten erfolgreich gewesen ist.
Falls jeder der Fertigungsabschnitte des generativen Fertigungsprozesses durch das verteilte Validierungsnetzwerk 13 freigegeben worden ist, d.h. falls das fertige Bauteil in Gänze validiert worden ist, kann in einem Schritt M7 ein Zertifikat über eine erfolgreiche Validierung des generativen Fertigungsprozesses für das additiv gefertigte Bauteil B durch eine Zertifizierstelle 12 erstellt werden. Dieses Zertifikat kann dann in einem Schritt M8 zusammen mit einer kryptographisch verschlüsselten Prüfsumme, wie etwa ein Hash, an das Druckhistorienjournal angehängt werden. Zudem kann es optional vorgesehen sein, dass die 3D-Druckvorrichtung 10 einen dem Zertifikat entsprechenden Prüfcode in generativer Fertigungsweise auf das additiv gefertigte Bauteil aufbringt. Der Prüfcode kann dabei beispielsweise ein alphanumerischer String sein, der dem letzten gültigen Hashwert des Zertifikats entspricht.
Die 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Validierungs- und/oder Zertifizierungsprozesses E im Vorlauf zu und während der Fertigung eines additiv zu fertigenden Bauteilen gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Das Ablaufdiagramm kann zur Validierung und Zertifizierung der generativen Fertigung von Bauteilen eingesetzt werden, beispielsweise solcher Bauteile B, wie sie in einer 3D-Druckvorrichtung wie etwa der 3D-Druckvorrichtung 10 in 1 hergestellt werden können. Dabei kann der Validierungs- und/oder Zertifizierungsprozesses E im Zusammenhang mit Komponenten der Infrastruktur des Systems 100 zurückgreifen, wie sie im Zusammenhang mit der 2 erläutert worden sind. Ferner kann der Validierungs- und/oder Zertifizierungsprozesses E zur Umsetzung des Validierungsverfahrens M, wie es im Zusammenhang mit der 3 erläutert worden ist, eingesetzt werden.
Beispielsweise auf Anfrage eines Kunden nach einem Bauteil sendet ein Rechteinhaber eines Bauteils als Druckauftragsinstanz 11 eine Datei E1 mit Druckvorgabedaten an ein verteiltes Validierungsnetzwerk 13, bestehend aus einer Vielzahl von teilnehmenden Knoten. Die Druckvorgabedaten können dabei die Geometriemodelldaten des zu fertigenden Bauteils sowie Informationen über gewünschte Eigenschaften des Bauteils und die bei der Fertigung zu verwendenden Parameter aufweisen. Nach der Validierung der Druckvorgabedaten durch das verteilte Validierungsnetzwerk 13 werden selbige an die 3D-Druckvorrichtung 10 bei einem Hersteller, dem Druckauftragnehmer in E2 weitergegeben.
Danach beginnt der eigentliche Druckprozess E3, während dessen Ablaufs die 3D-Druckvorrichtung 10 in periodischen Abständen Informationen über die jeweils in dem vorherigen Abschnitt verwendeten Druckparameter an das verteilte Validierungsnetzwerk 13 zur erneuten Validierung, d.h. dem Abgleich mit den Druckvorgabedaten zurücksendet. Die gesandten Druckparameter werden dabei jeweils mit den originären Druckvorgabedaten auf Konformität abgeglichen. Durch das verteilte Validierungsnetzwerk 13 kann dabei ein Druckhistorienjournal („ledger“) angelegt werden, in welchem sowohl die Druckvorgabedaten als auch einige oder alle der jeweils zur Validierung rückgesandten Druckparameter in Blöcken konkateniert abgelegt werden. Dazu können kryptographische Prüfsummen verwendet werden, wie etwa Hashwerte, die gemäß einer Hashfunktion mit einer Kombination aus neu einzutragenden Daten und Hashwert des vorangegangen Blocks als Hashargument gebildet werden.
Nach der schrittweisen Validierung des Druckprozesses E3 erfolgt bei erfolgreichem Abschluss eine Abschlussmeldung E4 an die Druckauftragsinstanz 11. Diese kann ihrerseits die Korrektheit des Druckprozesses E3 in einem Schritt E5 verifizieren. Danach kann optional ein Zertifikat in einem Zertifizierungsprozess E6 von einer Zertifizierstelle 12 angefordert werden, was in einem Dokumentationsprozess E7 in ähnlicher Weise wie die übrigen Informationen in dem Druckhistorienjournal als Block abgelegt werden kann. Alle in dem Druckhistorienjournal eingetragenen Informationen sind chronologisch sortiert und durch die kryptographische Prüfsummen quasi unmanipulierbar archiviert. Zudem kann der Zugang für jede Partei durch das verteilte Validierungsnetzwerk 13 zu Zwecken der Nachverfolgbarkeit gewährt werden.
5 zeigt eine schematische Illustration eines nicht-flüchtigen, computerlesbaren Speichermediums 20, auf welchem computerausführbare Anweisungen gespeichert sind, die bei Ausführung mittels eines datenverarbeitenden Systems das datenverarbeitende System dazu veranlassen, die Schritte des im Zusammenhang mit 3 erläuterten Validierungsverfahrens M auszuführen. Das Speichermedium 20 kann beispielsweise eine SD-Karte, ein USB-Flashspeicher, eine Diskette, eine CD, eine DVD oder ein ähnliches geeignetes Medium aufweisen. Gleichermaßen kann das Speichermedium 20 auch computerausführbare Anweisungen für eine Vielzahl von verschiedenen datenverarbeitenden Vorrichtungen eines verteilten Systems aufweisen, bei denen jede der Vielzahl von datenverarbeitenden Vorrichtungen jeweils einen Teil der computerausführbare Anweisungen ausführen kann, um so das Validierungsverfahren M auszuführen.
In der vorangegangenen detaillierten Beschreibung sind verschiedene Merkmale zur Verbesserung der Stringenz der Darstellung in einem oder mehreren Beispielen zusammengefasst worden. Es sollte dabei jedoch klar sein, dass die obige Beschreibung lediglich illustrativer, keinesfalls jedoch beschränkender Natur ist. Sie dient der Abdeckung aller Alternativen, Modifikationen und Äquivalente der verschiedenen Merkmale und Ausführungsbeispiele. Viele andere Beispiele werden dem Fachmann aufgrund seiner fachlichen Kenntnisse in Anbetracht der obigen Beschreibung sofort und unmittelbar klar sein.
Die Ausführungsbeispiele wurden ausgewählt und beschrieben, um die der Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien und ihre Anwendungsmöglichkeiten in der Praxis bestmöglich darstellen zu können. Dadurch können Fachleute die Erfindung und ihre verschiedenen Ausführungsbeispiele in Bezug auf den beabsichtigten Einsatzzweck optimal modifizieren und nutzen. In den Ansprüchen sowie der Beschreibung werden die Begriffe „beinhaltend“ und „aufweisend“ als neutralsprachliche Begrifflichkeiten für die entsprechenden Begriffe „umfassend“ verwendet. Weiterhin soll eine Verwendung der Begriffe „ein“, „einer“ und „eine“ eine Mehrzahl derartig beschriebener Merkmale und Komponenten nicht grundsätzlich ausschließen.
Bezugszeichenliste

1: Laser
2: Ablenkvorrichtung
3: Arbeitskammer
3a: Werkplattform
4: Pulverreservoir
4a: Reservoirplattform
5: Überschussbehälter
6: Nivellierwalze
7: Gehäuse
10: 3D-Druckvorrichtung
11: Druckauftragsinstanz
12: Zertifizierstelle
13: Verteiltes Validierungsnetzwerk
20: Nichtflüchtiges Speichermedium
100: System zur Validierung und Zertifizierung von additiv gefertigten Bauteilen
B: Bauteil
E: Validierungs- und/oder Zertifizierungsprozess
E1-E7: Prozesssequenz
L: Laserstrahl
M: Validierungsverfahren
M1: Verfahrensschritt
M2: Verfahrensschritt
M3: Verfahrensschritt
M4: Verfahrensschritt
M5: Verfahrensschritt
M6: Verfahrensschritt
M7: Verfahrensschritt
M8: Verfahrensschritt
N: Netzwerkknoten
P: Pulvermischung
Pd: Überschüssiges Pulver
Pr: Reservoirpulver
Ps: Werkpulver

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2757736 A1 [0007]
US 2015/0112472 A1 [0007]
US 2016/0098730 A1 [0007]

Claims

Validierungsverfahren (M) für additiv gefertigte Bauteile (B), mit den Schritten: Übertragen (M1) von Druckvorgabedaten für ein additiv zu fertigendes Bauteil (B) durch eine Druckauftragsinstanz (11) an ein verteiltes Validierungsnetzwerk (13); Validieren (M2) der Druckvorgabedaten durch das verteilte Validierungsnetzwerk (13) und Anhängen der Druckvorgabedaten zusammen mit einer kryptographisch verschlüsselten Prüfsumme an ein durch das verteilte Validierungsnetzwerk (13) verwaltetes Druckhistorienjournal; Übertragen (M3) der Druckvorgabedaten durch die Druckauftragsinstanz (11) an eine 3D-Druckvorrichtung (10); Ausführen (M4) eines generativen Fertigungsprozesses für das additiv zu fertigende Bauteil (B) durch die 3D-Druckvorrichtung (10) gemäß der übertragenen Druckvorgabedaten, dadurch gekennzeichnet, dass während der Durchführung des generativen Fertigungsprozesses jeweils nach vorgegebenen Fertigungsabschnitten ein Übertragen (M5) einer Vielzahl von in dem vorangegangenen Fertigungsabschnitt vorherrschenden Fertigungsparametern an das verteilte Validierungsnetzwerk (13) erfolgt, und dass nachfolgende Fertigungsabschnitte nur dann durch das verteilte Validierungsnetzwerk (13) zur Durchführung in der 3D-Druckvorrichtung (10) freigegeben werden, wenn ein Abgleichen (M6) der übertragenen Fertigungsparameter mit den in dem Druckhistorienjournal abgelegten Druckvorgabedaten erfolgreich ist.
Validierungsverfahren (M) gemäß Anspruch 1, wobei die kryptographisch verschlüsselte Prüfsumme durch eine Hashfunktion gebildet wird, die als Funktionsargument die übertragenen Druckvorgabedaten sowie die kryptographisch verschlüsselte Prüfsumme des letzten Journaleintrags des Druckhistorienjournals aufweist.
Validierungsverfahren (M) gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die Druckvorgabedaten neben den geometrischen Informationen über das dreidimensionale Datenmodell des additiv zu fertigenden Bauteils (B) Informationen über das zu verwendende Druckmaterial, die zu verwendende Temperatur beim additiven Fertigen, den zu verwendenden Umgebungsdruck beim additiven Fertigen, die Menge des zu verwendenden Druckmaterials und/oder die Art des einzusetzenden generativen Fertigungsprozesses enthalten.
Validierungsverfahren (M) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die 3D-Druckvorrichtung (10) und die Druckauftragsinstanz (11) räumlich voneinander getrennt sind.
Validierungsverfahren (M) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin mit dem Schritt: Erstellen (M7) eines Zertifikats über eine erfolgreiche Validierung des generativen Fertigungsprozesses für das additiv gefertigte Bauteil (B) durch eine Zertifizierstelle (12), falls jeder der Fertigungsabschnitte des generativen Fertigungsprozesses durch das verteilte Validierungsnetzwerk (13) freigegeben worden ist.
Validierungsverfahren (M) gemäß Anspruch 5, weiterhin mit dem Schritt: Anhängen (M8) des Zertifikats zusammen mit einer kryptographisch verschlüsselten Prüfsumme an das Druckhistorienjournal.
Validierungsverfahren (M) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 6, wobei die 3D-Druckvorrichtung (10) einen dem Zertifikat entsprechenden Prüfcode in generativer Fertigungsweise auf das additiv gefertigte Bauteil aufbringt.
Validierungsverfahren (M) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die nach den Fertigungsabschnitten übertragenen Fertigungsparameter zusammen mit einer kryptographisch verschlüsselten Prüfsumme an das Druckhistorienjournal angehängt werden, falls das Abgleichen (M6) der übertragenen Fertigungsparameter mit den in dem Druckhistorienjournal abgelegten Druckvorgabedaten erfolgreich ist.
Validierungsverfahren (M) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Fertigungsabschnitte jeweils eine vorgegebene Anzahl von Drucklagen des generativen Fertigungsprozesses umfassen.
Validierungsverfahren (M) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der generative Fertigungsprozess mit einem metallischen Werkstoff zur Fertigung des Bauteils (B) durchgeführt wird.
Validierungsverfahren (M) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der generative Fertigungsprozess Stereolithographie, selektives Lasersintern oder selektives Laserschmelzen umfasst.
System (100) zur Validierung und Zertifizierung von additiv gefertigten Bauteilen (B), mit: einer Druckauftragsinstanz (11), welche dazu ausgelegt ist, Druckvorgabedaten für ein additiv zu fertigendes Bauteil (B) an ein verteiltes Validierungsnetzwerk (13) zu übertragen, welches dazu ausgelegt ist, die Druckvorgabedaten zu validieren und zusammen mit einer kryptographisch verschlüsselten Prüfsumme an ein durch das verteilte Validierungsnetzwerk (13) verwaltete Druckhistorienjournal anzuhängen; und einer 3D-Druckvorrichtung (10), welche dazu ausgelegt ist, einen generativen Fertigungsprozess für das additiv zu fertigende Bauteil (B) gemäß der durch die Druckauftragsinstanz (11) and die 3D-Druckvorrichtung (10) übertragenen Druckvorgabedaten auszuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die 3D-Druckvorrichtung (10) dazu ausgelegt ist, während der Durchführung des generativen Fertigungsprozesses jeweils nach vorgegebenen Fertigungsabschnitten eine Vielzahl von in dem vorangegangenen Fertigungsabschnitt vorherrschenden Fertigungsparametern an das verteilte Validierungsnetzwerk (13) zu übertragen, und nachfolgende Fertigungsabschnitte nur dann durchzuführen, falls ein Abgleichen der übertragenen Fertigungsparameter mit den in dem Druckhistorienjournal abgelegten Druckvorgabedaten durch das verteilte Validierungsnetzwerk (13) erfolgreich war.
System (100) gemäß Anspruch 12, weiterhin mit: einer Zertifizierstelle (12), welche dazu ausgelegt ist, ein Zertifikat über eine erfolgreiche Validierung des generativen Fertigungsprozesses für das additiv gefertigte Bauteil (B) zu erstellen, falls jeder der Fertigungsabschnitte des generativen Fertigungsprozesses durch das verteilte Validierungsnetzwerk (13) freigegeben worden ist.
System (100) gemäß Anspruch 13, wobei das Zertifikat zusammen mit einer kryptographisch verschlüsselten Prüfsumme an das Druckhistorienjournal angehängt wird.
System (100) gemäß einem der Ansprüche 13 bis 14, wobei die 3D-Druckvorrichtung (10) weiterhin dazu ausgelegt ist, einen dem Zertifikat entsprechenden Prüfcode in generativer Fertigungsweise auf das additiv gefertigte Bauteil aufzubringen.
Nicht-flüchtiges computerlesbares Speichermedium (20), auf welchem computerausführbare Anweisungen gespeichert sind, die bei Ausführung mittels einer datenverarbeitenden Systems das datenverarbeitende System dazu veranlassen, die Schritte eines Validierungsverfahrens (M) gemäß den Ansprüchen 1 bis 11 auszuführen.