DE102019203796A1

DE102019203796A1 - Method for determining areas of an additively manufactured component to be repaired

Info

Publication number: DE102019203796A1
Application number: DE102019203796.8A
Authority: DE
Inventors: Carmen Mayer; Christoph Ader; Frank Stiehler
Original assignee: MTU Aero Engines AG
Current assignee: MTU Aero Engines AG
Priority date: 2019-03-20
Filing date: 2019-03-20
Publication date: 2020-09-24

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Bestimmen von zu reparierenden Bereichen eines additiv hergestellten Bauelements, insbesondere für ein Triebwerk, vorgeschlagen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Erzeugen eines dreidimensionalen Abbilds des Bauelements (S20); Vergleichen des dreidimensionalen Abbilds des Bauelements mit einem geometrischen Modell des Bauelements, das den Idealzustand des Bauelements darstellt, zum Feststellen von Unterschieden zwischen dem dreidimensionalen Abbild und dem geometrischen Modell (S15); und Bestimmen von zu reparierenden Bereichen des Bauelements auf Basis der festgestellten Unterschiede zwischen dem dreidimensionalen Abbild des Bauelements und dem geometrischen Modell (S20).A method is proposed for determining areas of an additively manufactured component to be repaired, in particular for an engine, the method comprising the following steps: generating a three-dimensional image of the component (S20); Comparing the three-dimensional image of the component with a geometric model of the component, which represents the ideal state of the component, in order to determine differences between the three-dimensional image and the geometric model (S15); and determining areas of the component to be repaired on the basis of the determined differences between the three-dimensional image of the component and the geometric model (S20).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen von zu reparierenden Bereichen eines additiv hergestellten Bauelements, ein Computerprogrammprodukt und ein computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogrammprodukt gespeichert ist.The invention relates to a method for determining areas of an additively manufactured component to be repaired, a computer program product and a computer-readable medium on which the computer program product is stored.

Stand der TechnikState of the art

Bei additiv hergestellten Bauelementen, d.h. Bauelementen, die mittels einem Verfahren hergestellt werden, bei denen das Bauelement aus formlosem Ausgangsmaterial aufgebaut wird, können Fehlstellen entstehen. Diese Fehlstellen müssen erkannt werden. Hierzu wird z.B. mittels zerstörungsfreier Prüfverfahren (z.B. Röntgen, Computertomographie) das Bauelement untersucht und auf diese Weise Fehlstellen des Bauelements erkannt, d.h. Bereiche, an denen zu viel oder zu wenig Material vorhanden ist.With additively manufactured components, i.e. Components that are manufactured by means of a process in which the component is built up from a shapeless starting material can cause imperfections. These imperfections must be recognized. For this purpose e.g. The component is examined using non-destructive testing methods (e.g. X-ray, computer tomography) and defects in the component are identified in this way, i.e. Areas where there is too much or too little material.

Nachteilig an diesen Verfahren ist, dass das Überprüfen des Bauelements auf Fehlstellen bzw. das Finden von Fehlstellen des Bauelements technisch aufwendig, zeitaufwendig und kostenaufwendig ist.The disadvantage of this method is that checking the component for defects or finding defects in the component is technically complex, time-consuming and costly.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren aufzuzeigen, das technisch einfach, schnell und kostengünstig zu reparierende Bereiche eines additiv hergestellten Bauelements bestimmt.The invention is based on the object of showing a method which determines areas of an additively manufactured component that are technically simple, quick and inexpensive to repair.

Die Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.The object is achieved by the method according to claim 1.

Insbesondere wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Bestimmen von zu reparierenden Bereichen eines additiv hergestellten Bauelements, insbesondere für ein Triebwerk, gelöst, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Erzeugen eines dreidimensionalen Abbilds des Bauelements; Vergleichen des dreidimensionalen Abbilds des Bauelements mit einem geometrischen Modell des Bauelements, das den Idealzustand des Bauelements darstellt, zum Feststellen von Unterschieden zwischen dem dreidimensionalen Abbild und dem geometrischen Modell; und Bestimmen von zu reparierenden Bereichen des Bauelements auf Basis der festgestellten Unterschiede zwischen dem dreidimensionalen Abbild des Bauelements und dem geometrischen Modell.In particular, the object is achieved by a method for determining areas to be repaired of an additively manufactured component, in particular for an engine, the method comprising the following steps: generating a three-dimensional image of the component; Comparing the three-dimensional image of the component with a geometric model of the component, which represents the ideal state of the component, in order to determine differences between the three-dimensional image and the geometric model; and determining regions of the component to be repaired on the basis of the determined differences between the three-dimensional image of the component and the geometric model.

Ein Vorteil hiervon ist, dass die zu reparierenden Bereiche des Bauelements technisch einfach bestimmt werden. Zudem ist das Verfahren kostengünstig, da die Unterschiede technisch einfach erkannt werden können. Darüber hinaus kann das Verfahren schnell durchgeführt werden und dennoch alle Teile des Bauelements, insbesondere dessen Inneres, auf Unterschiede bzw. Fehlstellen geprüft werden. Auch ist der Prüfaufwand gering. Zudem kann hierdurch sichergestellt werden, dass Bauelemente, die keine oder nur eine sehr geringe Anzahl an Fehlstellen aufweisen, weiterverwendet werden. Nach dem Bestimmen der zu reparierenden Bereiche des Bauelements können anschließend die Fehlstellen bzw. fehlerhaften Bereiche des Bauelements technisch einfach repariert werden. Dies erhöht die Qualität und Zuverlässigkeit bzw. Lebensdauer des Bauelements und somit die Qualität und Zuverlässigkeit bzw. Lebensdauer des Systems, insbesondere eines Triebwerks, in dem das Bauelement verwendet wird.One advantage of this is that the areas of the component to be repaired can be determined in a technically simple manner. In addition, the method is inexpensive, since the differences can be easily recognized from a technical point of view. In addition, the method can be carried out quickly and yet all parts of the component, in particular its interior, can be checked for differences or defects. The testing effort is also low. In addition, it can be ensured in this way that components which have no or only a very small number of defects are used further. After the areas of the component to be repaired have been determined, the faults or defective areas of the component can then be repaired in a technically simple manner. This increases the quality and reliability or service life of the component and thus the quality and reliability or service life of the system, in particular of an engine in which the component is used.

Die Aufgabe wird zudem durch ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 14 und ein computerlesbares Medium gemäß Anspruch 15 gelöst.The object is also achieved by a computer program product according to claim 14 and a computer-readable medium according to claim 15.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens werden die zu reparierenden Bereiche des Bauelements abhängig von Größen, insbesondere der Größe von Volumen, von festgestellten Unterschieden zwischen dem dreidimensionalen Abbild des Bauelements und dem geometrischen Modell bestimmt. Ein Vorteil hiervon ist, dass nicht jeder Bereich des Bauelements, der eine oder mehrere Fehlstellen aufweist, als zu reparierend bestimmt bzw. gekennzeichnet wird. Somit können geringe Unterschiede (d.h. das jeweilige Volumen des Unterschieds liegt unterhalb eines vorgegebenen Maximalwerts) bzw. eine geringe Anzahl von Unterschieden zwischen dem dreidimensionalen Abbild und dem geometrischen Modell toleriert bzw. akzeptiert werden. Dies bedeutet, dass die tolerierten bzw. akzeptierten Unterschiede nicht als zu reparierend bestimmt werden. Wenn das Bauelement somit nur geringe Unterschiede aufweist, kann das Bauelement als verwendbar bzw. gut bzw. als Bauelement mit ausreichender Qualität gekennzeichnet werden.According to one embodiment of the method, the areas of the component to be repaired are determined as a function of sizes, in particular the size of volumes, of differences found between the three-dimensional image of the component and the geometric model. One advantage of this is that not every area of the component that has one or more defects is determined or identified as requiring repair. Small differences (i.e. the respective volume of the difference is below a predetermined maximum value) or a small number of differences between the three-dimensional image and the geometric model can thus be tolerated or accepted. This means that the tolerated or accepted differences are not determined to be repairable. If the component thus has only minor differences, the component can be identified as usable or good or as a component of sufficient quality.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wurde das geometrische Modell des Bauelements zur Herstellung des Bauelements verwendet. Vorteilhaft hieran ist, dass das geometrische Modell im Wesentlichen dem entspricht, wie das Bauelement nach dem Herstellungsvorgang des Bauelements aussehen sollte. Somit ist sichergestellt, dass bei dem geometrischen Modell die Einschränkungen durch Werkzeuge etc. berücksichtigt wurden. Zudem wird hierdurch der Herstellungsvorgang des Bauelements technisch vereinfacht.According to one embodiment of the method, the geometric model of the component was used to produce the component. The advantage here is that the geometric model essentially corresponds to how the component should look after the component manufacturing process. This ensures that the restrictions imposed by tools etc. have been taken into account in the geometric model. In addition, this technically simplifies the manufacturing process for the component.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird das dreidimensionale Abbild des Bauelements durch Thermographie während eines Herstellens des Bauelements durch Laserstrahlschmelzen erzeugt. Vorteilhaft hieran ist, dass zum Erzeugen des dreidimensionalen Abbilds kein zusätzlicher Schritt nach dem Herstellen des Bauelements benötigt wird. Dies spart Zeit und Aufwand. Zudem entspricht hierdurch das dreidimensionale Abbild des Bauelements dem Bauelement besonders präzise.According to one embodiment of the method, the three-dimensional image of the component is generated by thermography while the component is being manufactured by laser beam melting. The advantage here is that no additional image is required to generate the three-dimensional image Step is required after manufacturing the component. This saves time and effort. In addition, the three-dimensional image of the component corresponds to the component particularly precisely.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird das dreidimensionale Abbild des Bauelements nach einem Herstellen des Bauelements durch ein bildgebendes Verfahren, insbesondere Computertomographie, erzeugt. Ein Vorteil hiervon ist, dass das Abbild des Bauelements eine besonders hohe Auflösung aufweist. Hiermit können somit auch kleine Fehlstellen bzw. Unterschiede zwischen dem dreidimensionalen Abbild und dem geometrischen Modell mit jeweils einem geringen Volumen gefunden werden. Dies erhöht die Qualität des Bauelements und somit die Lebensdauer des Bauelements.According to one embodiment of the method, the three-dimensional image of the component is generated after the component has been produced by an imaging method, in particular computed tomography. One advantage of this is that the image of the component has a particularly high resolution. In this way, it is also possible to find small imperfections or differences between the three-dimensional image and the geometric model, each with a small volume. This increases the quality of the component and thus the service life of the component.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens ist das dreidimensionale Abbild aus Daten von Schichten des Bauelements zusammengesetzt. Vorteilhaft hieran, ist dass das Abbild technisch einfach erzeugt, gespeichert und verarbeitet werden kann.According to one embodiment of the method, the three-dimensional image is composed of data from layers of the component. The advantage here is that the image can be generated, stored and processed in a technically simple manner.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens werden die festgestellten Unterschiede zwischen dem dreidimensionalen Abbild des Bauelements und dem geometrischen Modell und/oder die bestimmten zu reparierenden Bereiche visuell, insbesondere mittels Augmented Reality, dargestellt. Ein Vorteil hiervon ist, dass ein Mensch bzw. ein Benutzer die Stellen bzw. Bereiche des Bauelements, die zu reparieren sind und/oder die Fehlstellen aufweisen, optisch bzw. intuitiv erfassen kann. Zudem ermöglicht das Verfahren, dass der Benutzer die Qualität des Bauelements bzw. den Reparaturaufwand intuitiv beurteilen kann. Auf diese Weise kann der Benutzer die zu reparierenden Bereiche des Bauelements technisch einfach bestimmen.According to one embodiment of the method, the differences found between the three-dimensional image of the component and the geometric model and / or the specific areas to be repaired are displayed visually, in particular by means of augmented reality. One advantage of this is that a person or a user can visually or intuitively grasp the locations or areas of the component which are to be repaired and / or which have defects. In addition, the method enables the user to intuitively assess the quality of the component or the repair effort. In this way, the user can easily determine the areas of the component to be repaired.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren ferner folgende Schritte: Simulieren von Veränderungen des Bauelements über die Zeit und/oder durch Einwirkungen vorgegebener Kräfte und/oder Spannungen auf das Bauelement auf Grundlage des dreidimensionalen Abbilds des Bauelements; Bestimmen der Qualität des Bauelements auf Basis der simulierten Veränderungen; Entscheiden, ob die Qualität des Bauelements oberhalb eines Mindestqualitätswerts liegt; wobei, wenn die Qualität des Bauelements nicht oberhalb des Mindestqualitätswerts liegt, bei dem Schritt des Bestimmens von zu reparierenden Bereichen des Bauelements auf Basis der festgestellten Unterschiede zwischen dem dreidimensionalen Abbild und dem geometrischen Modell die zu reparierenden Bereiche des Bauelements auch auf Basis der simulierten Veränderungen bestimmt werden; und wobei, wenn die Qualität des Bauelements oberhalb des Mindestqualitätswerts liegt, das Bauelement als verwendbar gekennzeichnet wird. Ein Vorteil hiervon ist, dass die Konsequenzen bzw. Folgen von Fehlstellen bzw. Fehlern in dem Bauelement über die Zeit bestimmt werden können. Somit kann technisch einfach entschieden werden, ob bzw. welche Bereiche des Bauelements repariert werden müssen bzw. sollen, um die Lebensdauer des Bauelements bzw. die Qualität des Bauelements zu erhöhen. Beispielsweise kann mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) die Alterung bzw. Entwicklung des Bauelements über die Zeit bzw. unter auftretenden Kräften/Spannungen simuliert werden. Die maximale Lebensdauer des Bauelements (vor dem Versagen von Teilen des Bauelements), das Kriechen von Fehlstellen, der Fortschritt von Rissen etc. können bestimmt werden. Die simulierten Veränderungen können mit gesetzlichen Vorschriften bzw. Normen für das Bauelement, z.B. bei einem Bauelement für ein Triebwerk, verglichen werden, um festzustellen, ob eine Reparatur des hergestellten Bauelements notwendig ist. Wenn das Bauelement die gesetzlich oder durch Normen vorgeschriebene Lebensdauer in der Simulation übersteht, ohne dass gesetzliche bzw. normierte Mindestbedingungen durch das Bauelement nicht mehr erfüllt werden, kann auf eine Reparatur verzichtet werden bzw. es werden keine Bereiche des Bauelements als zu reparierend gekennzeichnet. Die Qualität des Bauelements kann z.B. davon abhängig, ob die gesetzlichen und/oder normierten Mindestbedingungen über eine gesetzlich vorgegebene und/oder normierte Mindestlebensdauer des Bauelements erfüllt werden bzw. inwieweit diese erfüllt werden. Beispielsweise kann die Qualität des Bauelements nur dann über dem Mindestqualitätswert liegen, wenn die gesetzlichen und/oder normierten Mindestbedingungen über die gesetzlich vorgegebene und/oder normierte Mindestlebensdauer des Bauelements erfüllt werden. Wenn in einer Simulation festgestellt wird, dass das Bauelement doppelt so lange wie die vorgeschriebene Mindestlebensdauer die Mindestbedingungen erfüllt, ist die Qualität dieses Bauelements höher als die Qualität eines Bauelements, das lediglich für eine Dauer knapp oberhalb der Mindestlebensdauer die Mindestbedingungen erfüllt.According to one embodiment of the method, the method further comprises the following steps: simulating changes in the component over time and / or due to the effects of predetermined forces and / or stresses on the component on the basis of the three-dimensional image of the component; Determining the quality of the component based on the simulated changes; Deciding whether the quality of the component is above a minimum quality value; If the quality of the component is not above the minimum quality value, in the step of determining areas of the component to be repaired on the basis of the differences found between the three-dimensional image and the geometric model, the areas of the component to be repaired are also determined on the basis of the simulated changes will; and wherein, if the quality of the component is above the minimum quality value, the component is marked as usable. One advantage of this is that the consequences or consequences of defects or defects in the component can be determined over time. It is thus technically easy to decide whether or which areas of the component must or should be repaired in order to increase the service life of the component or the quality of the component. For example, with the finite element method (FEM) the aging or development of the component can be simulated over time or under the forces / stresses that occur. The maximum service life of the component (before failure of parts of the component), creep of imperfections, progress of cracks, etc. can be determined. The simulated changes can be compared with legal regulations or standards for the component, e.g. in a component for an engine, can be compared to determine whether a repair of the manufactured component is necessary. If the component survives the service life prescribed by law or standards in the simulation without the component no longer fulfilling statutory or standardized minimum conditions, repair can be dispensed with or no areas of the component are marked as requiring repair. The quality of the component can e.g. depending on whether the statutory and / or standardized minimum conditions are met over a legally prescribed and / or standardized minimum service life of the component or to what extent these are met. For example, the quality of the component can only be above the minimum quality value if the statutory and / or standardized minimum conditions are met over the legally prescribed and / or standardized minimum service life of the component. If it is found in a simulation that the component fulfills the minimum conditions for twice as long as the prescribed minimum service life, the quality of this component is higher than the quality of a component that only fulfills the minimum conditions for a period just above the minimum service life.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren ferner folgende Schritte: Reparieren der bestimmten zu reparierenden Bereiche des Bauelements zum Verkleinern der Unterschiede zwischen dem dreidimensionalen Abbild des Bauelements und dem geometrischen Modell des Bauelements; Erzeugen eines dreidimensionalen Abbilds des reparierten Bauelements; Simulieren von Veränderungen des reparierten Bauelements über die Zeit und/oder durch Einwirkungen vorgegebener Kräfte und/oder Spannungen auf das reparierte Bauelement auf Grundlage des dreidimensionalen Abbilds des reparierten Bauelements; Bestimmen der Qualität des reparierten Bauelements auf Basis der simulierten Veränderungen; Entscheiden, ob die Qualität des reparierten Bauelements oberhalb eines Mindestqualitätswerts liegt; wenn die Qualität nicht oberhalb des vorgegebenen Mindestqualitätswerts liegt: Kennzeichnen des Bauelements als nicht verwendbar oder Wiederholung der Schritte des Vergleichen des dreidimensionalen Abbilds des Bauelements mit dem geometrischen Modell des Bauelements zum Feststellen von Unterschieden zwischen dem dreidimensionalen Abbild und dem geometrischen Modell, des Bestimmens der zu reparierenden Bereiche, des Reparierens, des Erzeugens eines dreidimensionalen Abbilds, des Simulierens von Veränderungen, des Bestimmens der Qualität und des Entscheidens, ob die Qualität des reparierten Bauelements oberhalb des Mindestqualitätswerts liegt; wenn die Qualität oberhalb des vorgegebenen Mindestqualitätswerts liegt: Kennzeichnen des Bauelements als verwendbar. Wenn eine Reparatur als notwendig festgestellt wird (da beispielsweise die vorgeschriebene Lebensdauer nicht ohne Unterschreiten von Mindestbedingungen in der Simulation erreicht wird) und durchgeführt wurde, kann nach erfolgter Reparatur eine erneute Simulation und Bestimmung der Qualität des Bauelements durchgeführt werden, um zu bestimmen, ob die Reparatur(en) ausreichend war(en), so dass die Mindestqualitätserfordernisse nun erfüllt sind. Wenn die Mindestqualitätserfordernisse nun erfüllt sind, kann das Bauelement verwendet werden; wenn die Mindestqualitätserfordernisse nicht erfüllt sind, muss entweder das Bauelement als Ausschuss gekennzeichnet werden oder es muss eine erneute Reparatur durchgeführt werden. Die Anzahl an Reparaturdurchgängen kann begrenzt sein, z.B. auf maximal drei.According to one embodiment of the method, the method further comprises the following steps: repairing the specific regions of the component to be repaired in order to reduce the differences between the three-dimensional image of the component and the geometric model of the component; Generating a three-dimensional image of the repaired component; Simulating changes in the repaired component over time and / or due to the effects of predetermined forces and / or stresses on the repaired component based on the three-dimensional image of the repaired component; Determining the quality of the repaired component based on the simulated changes; Decide, whether the quality of the repaired component is above a minimum quality value; if the quality is not above the specified minimum quality value: marking the component as not usable or repeating the steps of comparing the three-dimensional image of the component with the geometric model of the component to determine differences between the three-dimensional image and the geometric model, determining the to repairing areas, repairing, generating a three-dimensional image, simulating changes, determining the quality and deciding whether the quality of the repaired component is above the minimum quality value; if the quality is above the specified minimum quality value: Marking the component as usable. If a repair is determined to be necessary (because, for example, the prescribed service life is not achieved without falling below minimum conditions in the simulation) and has been carried out, a new simulation and determination of the quality of the component can be carried out after the repair has been carried out to determine whether Repair (s) was (s) sufficient so that the minimum quality requirements are now met. If the minimum quality requirements are now met, the component can be used; If the minimum quality requirements are not met, either the component must be marked as scrap or a new repair must be carried out. The number of repairs can be limited, for example to a maximum of three.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens werden, wenn das Bauelement als verwendbar gekennzeichnet wurde, Daten des Bauelements in einem digitalen Zwilling des Bauelements und/oder eines Triebwerks, in dem das Bauelement eingebaut wird, eingetragen. Vorteilhaft hieran ist, dass die erzeugten Daten (z.B. Unterschiedsdaten und/oder das dreidimensionale Abbild des Bauelements und/oder durchgeführte Reparaturen) dem Bauelement dauerhaft zugeordnet werden und gespeichert werden.According to one embodiment of the method, if the component has been marked as usable, data of the component are entered in a digital twin of the component and / or an engine in which the component is installed. The advantage here is that the data generated (e.g. difference data and / or the three-dimensional image of the component and / or repairs carried out) are permanently assigned to the component and are stored.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird bei dem Bestimmen der zu reparierenden Bereiche des Bauelements zusätzlich bestimmt, ob die Reparatur der zur reparierenden Bereiche manuell und/oder maschinell durchgeführt wird. Ein Vorteil hiervon ist, dass technisch einfach die effektivste Art, die Reparatur durchzuführen, bestimmt wird. Zudem wird die Qualität des Bauelements erhöht.According to one embodiment of the method, when determining the areas of the component to be repaired, it is additionally determined whether the repair of the areas to be repaired is carried out manually and / or by machine. One advantage of this is that it simply technically determines the most effective way to carry out the repair. In addition, the quality of the component is increased.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird zusätzlich zu den zu reparierenden Bereichen des Bauelements die Reparaturweise der zur reparierenden Bereiche zur Verminderung des Unterschieds zwischen dem dreidimensionalen Abbild des Bauelements und dem geometrischen Modell bestimmt. Vorteilhaft hieran ist, dass nicht nur die zu reparierenden Stellen bzw. Bereiche des Bauelements bestimmt werden, sondern auch bestimmt wird, wie, d.h. z.B. von welcher Seite des Bauelements aus, die Reparatur möglichst effektiv bzw. schnell durchgeführt werden kann. Dies spart Zeit und Kosten.According to one embodiment of the method, in addition to the areas of the component to be repaired, the method of repair of the areas to be repaired is determined in order to reduce the difference between the three-dimensional image of the component and the geometric model. The advantage here is that not only are the locations or areas of the component to be repaired determined, but also how, i. e.g. from which side of the component the repair can be carried out as effectively and quickly as possible. This saves time and money.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren ferner folgende Schritte: Reparieren der bestimmten zu reparierenden Bereiche des Bauelements zum Verkleinern der Unterschiede zwischen dem dreidimensionalen Abbild des Bauelements und dem geometrischen Modell des Bauelements; Erzeugen eines dreidimensionalen Abbilds des reparierten Bauelements; Vergleichen des dreidimensionalen Abbilds des reparierten Bauelements mit einem geometrischen Modell des Bauelements, das den Idealzustand des Bauelements darstellt, zum Feststellen von Unterschieden zwischen dem dreidimensionalen Abbild und dem geometrischen Modell; Bestimmen der Qualität des reparierten Bauelements auf Basis der bestimmten Unterschiede; Entscheiden, ob die Qualität des Bauelements oberhalb eines Mindestqualitätswerts liegt; und wenn die Qualität nicht oberhalb des vorgegebenen Mindestqualitätswerts liegt: Kennzeichnen des Bauelements als nicht verwendbar; wenn die Qualität oberhalb des vorgegebenen Mindestqualitätswerts liegt: Kennzeichnen des Bauelements als verwendbar. Hierdurch kann nach erfolgter Reparatur, auch z.B. ohne Simulation von Veränderungen des Bauelements über die Zeit, technisch einfach und schnell entschieden werden, ob das Bauelement verwendbar ist oder nicht. Die Qualität des Bauelements kann beispielsweise auf Basis bzw. abhängig von der Anzahl und/oder Volumengröße der Unterschiede bestimmt werden. Beispielsweise kann ein Mindestqualitätswert vorgegeben sein, der angibt, dass maximal drei Fehlstellen mit jeweils einer Größe von mehr als ein Kubikmillimeter vorhanden sein dürfen. Wenn somit vier Fehlstellen mit einer Größe von jeweils mehr als einen Kubikmillimeter festgestellt werden, weist das Bauelement nicht die Mindestqualität auf.According to one embodiment of the method, the method further comprises the following steps: repairing the specific regions of the component to be repaired in order to reduce the differences between the three-dimensional image of the component and the geometric model of the component; Generating a three-dimensional image of the repaired component; Comparing the three-dimensional image of the repaired component with a geometric model of the component, which represents the ideal state of the component, in order to determine differences between the three-dimensional image and the geometric model; Determining the quality of the repaired component based on the determined differences; Deciding whether the quality of the component is above a minimum quality value; and if the quality is not above the predetermined minimum quality value: marking the component as unusable; if the quality is above the specified minimum quality value: Marking the component as usable. In this way, after the repair, e.g. Without simulating changes in the component over time, it is technically easy and quick to decide whether the component can be used or not. The quality of the component can for example be determined on the basis of or as a function of the number and / or volume size of the differences. For example, a minimum quality value can be specified which indicates that a maximum of three defects, each with a size of more than one cubic millimeter, may be present. If four defects with a size of more than one cubic millimeter each are found, the component does not have the minimum quality.

Der Idealzustand des Bauelements kann insbesondere der Zustand bzw. das Modell des Bauelements sein, wie das Bauelement aussehen sollte, wenn keine Fehler bzw. Probleme beim Herstellen des Bauelements aufgetreten sind.The ideal state of the component can, in particular, be the state or the model of the component of how the component should look if no errors or problems have occurred in the manufacture of the component.

Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Nachfolgend wird die Erfindung anhand von einer Zeichnung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigen

1 eine Abfolge von Schritten einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Preferred embodiments emerge from the subclaims. The invention is explained in more detail below with reference to a drawing of an exemplary embodiment. Show here

1 a sequence of steps of an embodiment of the method according to the invention.

Bei der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleich wirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.In the following description, the same reference numbers are used for parts that are the same and have the same effect.

1 zeigt eine Abfolge von Schritten einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. 1 shows a sequence of steps of an embodiment of the method according to the invention.

Im ersten Schritt S10 des Verfahrens wird zunächst ein Bauelement bzw. ein Bauteil (z.B. ein Bauteil eines Triebwerks für ein Flugzeug) additiv hergestellt. Additive Herstellung bedeutet, dass das Bauelement auf Basis eines computergenerierten Datenmodells aus formlosem Ausgangsmaterial aufgebaut wird, z.B. aus Metallpulver. Insbesondere kann das Bauelement mittels Laserstrahlschmelzen hergestellt werden. Hierbei wird eine Pulverschicht auf eine Bauplattform aufgetragen, das Pulver an den vorgesehenen bzw. entsprechenden Stellen bzw. den Stellen des späteren Bauelements mittels eines Laserstrahls bzw. eines Lasers verschmolzen, die Bauplattform abgesenkt, die nächste Pulverschicht aufgetragen, das Pulver wieder an den entsprechenden Stellen mittels Laser verschmolzen und der Vorgang wiederholt, bis das Bauelement fertig hergestellt wurde. Nun wird das Restpulver, das nicht verschmolzen wurde, entfernt. Jetzt ist das Bauelement fertig hergestellt.In the first step S10 In the process, a component or a component (for example a component of an engine for an aircraft) is first produced additively. Additive manufacturing means that the component is built on the basis of a computer-generated data model from an informal starting material, e.g. from metal powder. In particular, the component can be produced by means of laser beam melting. Here, a powder layer is applied to a construction platform, the powder is fused at the intended or corresponding points or the points of the later component by means of a laser beam or a laser, the construction platform is lowered, the next powder layer is applied, the powder again at the corresponding points fused using a laser and the process repeated until the component has been manufactured. Now the remaining powder that was not melted is removed. Now the component is finished.

Das computergenerierte Datenmodell kann ein CAD-Modell sein. Das computergenerierte Datenmodell kann das geometrische Modell sein, das später mit dem Abbild des Bauelements verglichen wird.The computer-generated data model can be a CAD model. The computer-generated data model can be the geometric model that is later compared with the image of the component.

Während dieses Schritts S10 kann mittels optischer Tomografie bzw. Thermographie das Verschmelzen jeder Schicht von Pulver beobachtet bzw. erfasst bzw. analysiert werden. An Fehlstellen entsteht lokal eine andere Wärme als im restlichen Bauelement bzw. an den Stellen, an denen keine Fehlstellen erzeugt werden. Die erfassten Schichten bzw. Scheiben (Dicke z.B. 40 µm) können anschließend von einem Computer bzw. Rechner zu einem dreidimensionalen Abbild des Bauelements zusammengesetzt werden. Hierdurch kann ein dreidimensionales Abbild des tatsächlich hergestellten Bauelements erzeugt werden inklusive der hergestellten Fehlstellen. Die Daten des dreidimensionalen Abbilds können Pixel, Voxel (ein Gitterpunkt in einem dreidimensionalen Gitter) oder ähnliches umfassen bzw. sein. Das dreidimensionale Abbild kann ein CAD-Modell sein. In dem dreidimensionalen Abbild sind alle volumetrischen Fehler bzw. alle Fehlstellen in Abhängigkeit vom Diskretisierungsgrad des Abbilds des Bauelements digitalisiert.During this step S10 the melting of each layer of powder can be observed or recorded or analyzed by means of optical tomography or thermography. A different heat is generated locally at flaws than in the rest of the component or at the points where no flaws are generated. The recorded layers or slices (thickness, for example, 40 µm) can then be put together by a computer or calculator to form a three-dimensional image of the component. In this way, a three-dimensional image of the component actually produced can be produced, including the defects produced. The data of the three-dimensional image can include or be pixels, voxels (a grid point in a three-dimensional grid) or the like. The three-dimensional image can be a CAD model. In the three-dimensional image, all volumetric errors or all flaws are digitized depending on the degree of discretization of the image of the component.

Bezugssystem des dreidimensionalen Abbilds des Bauelements kann die Bauplattform des Laserstrahlschmelzvorgangs sein und/oder der Bauraum sein, in dem das Laserstrahlschmelzen durchgeführt wird.The reference system of the three-dimensional image of the component can be the construction platform of the laser beam melting process and / or the construction space in which the laser beam melting is carried out.

Eine alternative Möglichkeit zum Erzeugen des dreidimensionalen Abbilds des Bauelements ist, dass in einem zusätzlichen Schritt, Schritt S13, das additiv hergestellte Bauelement mittels Computertomographie untersucht wird. Hierbei wird mittels der Computertomographie ein dreidimensionales Abbild des hergestellten Bauelements inklusive der Fehlstellen erzeugt.An alternative possibility for generating the three-dimensional image of the component is that in an additional step, step S13 , the additively manufactured component is examined using computed tomography. In this case, a three-dimensional image of the manufactured component including the flaws is generated by means of computer tomography.

In einem nächsten Schritt S15 des Verfahrens wird ein Abgleich bzw. ein Vergleich des dreidimensionalen Abbilds des Bauelements mit einem geometrischen Modell des Bauelements durchgeführt. Das geometrische Modell des Bauelements beschreibt bzw. stellt das Ideal dar, wie das hergestellte Bauelement idealerweise aussehen bzw. beschaffen sein sollte. Das geometrische Modell kann beispielsweise das CAD-Modell sein, das für das Herstellen mittels Laserstrahlschmelzen verwendet wurde. Dies bedeutet, dass, wenn das additive Herstellen mittels Laserstrahlschmelzen ohne Fehler bzw. perfekt funktioniert hat, und das erzeugte dreidimensionale Abbild des Bauelements exakt dem hergestellten Bauelement entspricht, dass keinerlei Unterschiede zwischen dem geometrischen Modell und dem hergestellten Bauelement vorhanden sind. Dies tritt jedoch in der Praxis selten auf.In a next step S15 During the process, an adjustment or comparison of the three-dimensional image of the component with a geometric model of the component is carried out. The geometric model of the component describes or represents the ideal of how the component produced should ideally look or be made. The geometric model can, for example, be the CAD model that was used for the production by means of laser beam melting. This means that if the additive manufacturing by means of laser beam melting worked without errors or perfectly, and the generated three-dimensional image of the component corresponds exactly to the manufactured component, there are no differences between the geometric model and the manufactured component. However, this rarely occurs in practice.

Es wird davon ausgegangen, dass das dreidimensionale Abbild des Bauelements dem hergestellten Bauelement präzise entspricht bzw. dass das dreidimensionale Abbild des Bauelements das hergestellte Bauelement präzise widerspiegelt.It is assumed that the three-dimensional image of the component corresponds precisely to the component produced or that the three-dimensional image of the component precisely reflects the component produced.

Der Abgleich bzw. Vergleich zwischen dem dreidimensionalen Abbild und dem geometrischen Modell kann z.B. durch einen Computer durchgeführt werden. Hierbei kann ein Unterschied bzw. können Unterschiedsdaten zwischen dem dreidimensionalen Abbilds des Bauelements und dem geometrischen Modell gebildet bzw. erstellt werden. Der Unterschied stellt sozusagen die Differenz zwischen dem dreidimensionalen Abbild und dem geometrischen Modell dar.The adjustment or comparison between the three-dimensional image and the geometric model can e.g. be carried out by a computer. Here, a difference or difference data can be formed or created between the three-dimensional image of the component and the geometric model. The difference represents, so to speak, the difference between the three-dimensional image and the geometric model.

Auf diese Weise wird festgestellt, wo das dreidimensionale Abbild des Bauelements in Bereiche bzw. an Stellen Material aufweist, an denen das geometrische Modell kein Material aufweist. Auch wird festgestellt, wo das geometrische Modell an Bereichen bzw. Stellen Material aufweist, an denen das dreidimensionale Abbild des Bauelements kein Material aufweist. Beides (d.h. zu wenig Material und zu viel Material) bezeichnet man als Fehlstelle. Eine Fehlstelle kann insbesondere Poren, Bindefehler, Risse und/oder Lunker umfassen. Zudem wird festgestellt, wie groß der Unterschied ist, d.h. wieviel Material zu viel an manchen Stellen bzw. Bereichen des hergestellten Bauelements vorhanden ist bzw. wieviel Material zu wenig an manchen Stellen des hergestellten Bauelements vorhanden ist.In this way, it is established where the three-dimensional image of the component has material in areas or locations where the geometric model has no material. It is also determined where the geometric model has material in areas or locations where the three-dimensional image of the component has no material. Both (ie too little material and too much material) are referred to as a defect. A defect can in particular include pores, binding defects, cracks and / or voids. It also determines how big the difference is, ie how much There is too much material at some points or areas of the component produced or how much material is too little at some points of the component produced.

Die Differenz bzw. der Unterschied zwischen dem dreidimensionalen Abbild des Bauelements und dem geometrischen Modell werden in Differenzdaten bzw. Unterschiedsdaten gespeichert.The difference or the difference between the three-dimensional image of the component and the geometric model are stored in difference data or difference data.

Die erzeugten Differenzdaten bzw. Unterschiede werden nun als Basis für das Bestimmen der zu reparierenden Bereiche bzw. Stellen des Bauelements verwendet.The generated difference data or differences are now used as a basis for determining the areas or locations of the component to be repaired.

Im Schritt S16 kann eine Qualität des Bauelements auf Grundlage der Unterschiedsdaten bestimmt werden und mit einem Mindestqualitätswert verglichen werden. Schritt S16 ist somit ein optionaler Schritt. Liegt die Qualität des Bauelements oberhalb eines Mindestqualitätswerts, kann das Bauelement als verwendbar gekennzeichnet werden, ohne dass Reparaturen durchgeführt werden. Dann wird nachfolgend Schritt S30 ausgeführt. Liegt die Qualität des Bauelements nicht oberhalb eines Mindestqualitätswerts, so werden nachfolgend zu reparierende Bereiche des Bauelements bestimmt.In step S16 a quality of the component can be determined on the basis of the difference data and compared with a minimum quality value. step S16 is therefore an optional step. If the quality of the component is above a minimum quality value, the component can be marked as usable without repairs being carried out. Then the next step is S30 executed. If the quality of the component is not above a minimum quality value, areas of the component to be repaired are subsequently determined.

Im Schritt S20 des Verfahrens, der auf Schritt S16 folgt oder auch direkt nach Schritt S15 folgen kann, werden die zu reparierenden Bereiche bzw. Stellen des Bauelements auf Basis der bestimmten bzw. festgestellten Unterschied zwischen dem geometrischen Modell und dem dreidimensionalen Abbild des Bauelements bestimmt. Die Bestimmung der zu reparierenden Bereiche bzw. Stellen kann beispielsweise durch Software auf einem Computer durchgeführt werden. Die Software kann ein trainiertes maschinelles Lernsystem umfassen.In step S20 of the procedure on step S16 follows or directly after step S15 can follow, the areas or locations of the component to be repaired are determined on the basis of the determined or ascertained difference between the geometric model and the three-dimensional image of the component. The regions or locations to be repaired can be determined, for example, by software on a computer. The software can comprise a trained machine learning system.

Es kann hierbei beispielsweise bestimmt werden, dass die Bereiche bzw. Stellen des Bauelements zu reparieren sind, an denen der Unterschied zwischen dem dreidimensionalen Abbild des Bauelements und dem geometrischen Modell oberhalb eines vorgegebenen Mindestwerts liegt. Beispielsweise kann der vorgegebene Mindestwert ein Mindestvolumen sein. Das Mindestvolumen gibt an, wie groß das Volumen eines Bereichs in den Differenzdaten bzw. Unterschiedsdaten sein darf, der von anderen Bereichen in den Differenzdaten bzw. Unterschiedsdaten jeweils räumlich getrennt ist. Zum Beispiel kann das vorgegebene Mindestvolumen ein Kubikmillimeter betragen. Dies bedeutet, dass ein Bereich bzw. eine Stelle des Bauelements dann als zu reparierend gekennzeichnet bzw. bestimmt wird, wenn das Bauelement in diesem Bereich bzw. an der Stelle Material mit einem Volumen von einem Kubikmillimeter aufweist, obwohl laut geometrischen Modell kein Material vorhanden sein sollte, oder wenn das geometrische Modell in diesem Bereich bzw. an der Stelle Material mit einem Volumen von einem Kubikmillimeter vorsieht bzw. aufweist, obwohl das dreidimensionalen Abbild des Bauelements kein Material an dieser Stelle bzw. in diesem Bereich aufweist. Dies bedeutet, dass die Differenzdaten bzw. Unterschiedsdaten an dieser Stelle bzw. in diesem Bereich ein Volumen von einem Kubikmillimeter aufweisen, wobei insbesondere das Volumen klar bzw. eindeutig von weiteren Volumen in den Differenzdaten bzw. Unterschiedsdaten räumlich getrennt ist. Wenn keine räumliche Trennung zu einer anderen Fehlstelle vorhanden ist, können die Volumen der beiden Fehlstellen addiert werden.It can be determined here, for example, that the areas or locations of the component are to be repaired where the difference between the three-dimensional image of the component and the geometric model is above a predetermined minimum value. For example, the predetermined minimum value can be a minimum volume. The minimum volume specifies how large the volume of an area in the difference data or difference data may be which is spatially separated from other areas in the difference data or difference data. For example, the specified minimum volume can be one cubic millimeter. This means that an area or a point of the component is marked or determined as requiring repair if the component has material with a volume of one cubic millimeter in this area or at the point, although no material is present according to the geometric model should, or if the geometric model provides or has material with a volume of one cubic millimeter in this area or location, although the three-dimensional image of the component has no material at this location or in this area. This means that the difference data or difference data at this point or in this area have a volume of one cubic millimeter, the volume in particular being clearly or unambiguously spatially separated from further volumes in the difference data or difference data. If there is no spatial separation from another defect, the volumes of the two defects can be added.

Das Mindestvolumen kann davon abhängen, wie stark bestimmte Bereiche bzw. Stellen später in der Verwendung belastet werden. Bei erwarteter starker Belastung ist das Mindestvolumen geringer als bei erwarteter geringer Belastung. Dies bedeutet, dass verschiedene Teile des Bauelements unterschiedliche Mindestvolumen aufweisen können.The minimum volume can depend on how heavily certain areas or locations are later used in use. If the load is expected to be high, the minimum volume is lower than if the load is expected to be low. This means that different parts of the component can have different minimum volumes.

Weitere Aspekte, die beim Bestimmen der zu reparierenden Bereiche bzw. Stellen des Bauelements beachtet bzw. berücksichtigt werden können, sind eine Länge und/oder Breite des jeweiligen überschüssigen oder fehlenden Materials, die Tiefe bzw. der Durchmesser von Fehlstellen in Verhältnis zur Dicke des Bauelements bzw. der Dicke von Wänden des Bauelementen, der Abstand der Fehlstelle zu einem Rand des Bauelements etc. Auch die Leistung eines Lasers zur Reparatur der Fehlstellen, Reparaturdrahtstärken, das Volumen der zu reparierenden Bereiche etc. können beim Bestimmen der zu reparierenden Bereiche bzw. Stellen des Bauelements berücksichtigt werden. Eine Reparaturrichtung, d.h. von welcher Richtung des Bauelements aus die Reparatur durchgeführt wird, kann unter Berücksichtigung der tatsächlichen Oberflächentopologie des Bauelements mit realen Bauelementabweichungen bestimmt werden.Further aspects that can be observed or taken into account when determining the areas or locations of the component to be repaired are a length and / or width of the respective excess or missing material, the depth or the diameter of defects in relation to the thickness of the component or the thickness of the walls of the component, the distance between the defect and an edge of the component, etc. The power of a laser to repair the defects, repair wire thickness, the volume of the areas to be repaired, etc. can also be used when determining the areas or points to be repaired of the component are taken into account. A repair direction, i.e. From which direction of the component the repair is carried out can be determined taking into account the actual surface topology of the component with real component deviations.

Es kann auch festgestellt werden, dass es keine zu reparierenden Bereiche bzw. Stellen gibt, da die Unterschiede zwischen dem dreidimensionalen Abbild und dem geometrischen Modell zu gering sind, d.h. unter einer Erheblichkeitsschwelle liegen. Falls keine zu reparierenden Bereiche bzw. Stellen vorhanden sind, wird das Bauelement als in einem Triebwerk verwendbar bzw. als gut gekennzeichnet. Auch ist es möglich, dass die Anzahl der Fehlstellen so hoch ist bzw. das Gesamtvolumen des Materials der Fehlstellen, d.h. des Materials, das zu viel oder zu wenig vorhanden ist, so groß ist, dass eine Reparatur des Bauelements nicht sinnvoll ist. In diesem Fall kann das Bauelement direkt als Ausschuss bzw. als nicht für ein Triebwerk verwendbar gekennzeichnet werden.It can also be determined that there are no areas to be repaired because the differences between the three-dimensional image and the geometric model are too small, i.e. are below a materiality threshold. If there are no areas or locations to be repaired, the component is marked as usable in an engine or as good. It is also possible that the number of imperfections is so high or the total volume of the material of the imperfections, i.e. of the material, which is too much or too little, is so large that it does not make sense to repair the component. In this case, the component can be marked directly as scrap or as not usable for an engine.

In Schritt S25, der nach Schritt S20 folgt, werden die bestimmten zu reparierenden Stellen bzw. Bereiche des Bauelements repariert. Dies kann durch maschinelle Verfahren (z.B. Löten, Strahlschweißen, Lichtbogenschweißen, Abtragen) und/oder durch manuelle Verfahren (z.B. Schweißen, Abtragen mittels Schleifen) durchgeführt werden. Die Entscheidung, auf welche Weise die bestimmten Stellen bzw. Bereichen zu reparieren sind, kann von dem Computer in Schritt S20 getroffen werden. Auch andere Reparaturmaßnahmen, wie z.B. Fräsen, Bohren, Drehen, elektrochemisches und/oder funkenerosives Abtragen, sind vorstellbar.In step S25 who after step S20 follows, the specific locations or areas of the component to be repaired are repaired. This can be done by machine processes (e.g. soldering, beam welding, arc welding, ablation) and / or manual processes (e.g. welding, ablation by means of grinding). The decision as to how the specific points or areas are to be repaired can be made by the computer in step S20 to be hit. Other repair measures such as milling, drilling, turning, electrochemical and / or spark erosion removal are also conceivable.

An Fehlstellen, an denen zu viel Material festgestellt wurde, wird bei der Reparatur Material entfernt. An Fehlstellen, an denen zu wenig Material festgestellt wurde, wird Material hinzugefügt. Auch eventuelle notwendige Nacharbeiten, z.B. in angrenzenden Bereichen der zu reparierenden Bereiche des Bauelements, können durchgeführt werden.During the repair, material is removed from defects where too much material has been found. Material is added to imperfections where too little material has been found. Any necessary reworking, e.g. in adjoining areas of the areas of the component to be repaired can be carried out.

Anschließend kann direkt ein digitaler Zwilling erzeugt werden (Schritt S30) oder es kann zu Schritt S13 zurückgekehrt werden und ein dreidimensionales Abbild des reparierten Bauelements erzeugt werden, z.B. durch Computertomographie. Daraufhin kann ein Vergleich zwischen dem dreidimensionalen Abbild des reparierten Bauelements (und dem geometrischen Modell durchgeführt werden (Schritt S15). Dann kann die Qualität des reparierten Bauelements bestimmt werden (Schritt S16). Wenn die Abweichungen gering genug sind, kann das Bauelement als verwendbar gekennzeichnet werden (und in Schritt S30 ein digitaler Zwilling erzeugt werden). Dies bedeutet, dass die Qualität des Bauelements hoch ist und über einem Mindestqualitätswert liegt oder dem Mindestqualitätswert entspricht. Wenn die Abweichungen bzw. Unterschiede zwischen dem dreidimensionalen Abbild des reparierten Bauelements und dem geometrischen Modell zu groß sind, d.h. die Qualität des Bauelements liegt unterhalb eines Mindestqualitätswerts, können entweder nochmals zu reparierende Bereiche bzw. Stellen des Bauelements auf Basis des dreidimensionalen Abbilds des reparierten Bauelements bestimmt werden und anschließend repariert werden oder das Bauelement kann als Ausschuss gekennzeichnet werden.A digital twin can then be generated directly (step S30 ) or it can step too S13 be returned and a three-dimensional image of the repaired component can be generated, for example by computer tomography. A comparison can then be made between the three-dimensional image of the repaired component (and the geometric model (step S15 ). Then the quality of the repaired component can be determined (step S16 ). If the deviations are small enough, the component can be marked as usable (and in step S30 a digital twin can be generated). This means that the quality of the component is high and lies above a minimum quality value or corresponds to the minimum quality value. If the deviations or differences between the three-dimensional image of the repaired component and the geometric model are too large, i.e. the quality of the component is below a minimum quality value, either areas or locations of the component to be repaired again can be based on the three-dimensional image of the repaired component can be determined and then repaired or the component can be marked as scrap.

Nach einer erneuten Reparatur kann erneut ein dreidimensionales Abbild des Bauelements erzeugt werden, die Qualität erneut bestimmt werden (Schritt usw., d.h. das Verfahren wird teilweise wiederholt.After another repair, a three-dimensional image of the component can be generated again, the quality can be determined again (step etc., i.e. the process is partially repeated.

Die maximale Anzahl von Durchläufen bzw. Teilwiederholungen des Verfahrens kann festgelegt werden. Beispielsweise kann das Bauelement dann als Ausschuss gekennzeichnet werden, wenn nach drei Durchläufen bzw. zwei Reparaturen immer noch nicht die Mindestqualität erreicht bzw. überschritten wurde.The maximum number of runs or partial repetitions of the process can be specified. For example, the component can be marked as scrap if, after three runs or two repairs, the minimum quality has still not been achieved or exceeded.

Wenn das Bauelement als verwendbar gekennzeichnet wurde, kann in einem nächsten Schritt S30 die Daten des Bauelements (gegebenenfalls inklusive der Unterschiedsdaten) als digitaler Zwilling bzw. in einem digitalen Zwilling gespeichert werden. Der digitale Zwilling kann der digitale Zwilling des Bauelements sein oder der digitale Zwilling des Triebwerks sein, in dem das Bauelement verwendet wird.If the component has been marked as usable, the next step can be S30 the data of the component (possibly including the difference data) are stored as a digital twin or in a digital twin. The digital twin can be the digital twin of the component or the digital twin of the engine in which the component is used.

In Schritt S14 kann zwischen dem Erzeugen des dreidimensionalen Abbilds des Bauelements (Schritt S13) und dem Abgleichen bzw. Vergleichen des dreidimensionalen Abbilds des Bauelements mit einem geometrischen Modell (Schritt S15) ein optionaler Schritt durchgeführt werden. In Schritt S14 wird eine Simulation von Veränderungen des Bauelements auf Grundlage des dreidimensionalen Abbilds durchgeführt. Die Simulation berechnet (z.B. auf Grundlage der Finite-Elemente-Methode) das Verhalten des Bauelements über die Lebensdauer des Bauelements (z.B. 20 Jahre oder 30 Jahre) und/oder unter der Einwirkung von erwarteten Kräften und/oder Spannungen, die bei Verwendung des Bauelements, z.B. in einem Triebwerk, auftreten werden bzw. auftreten können. Auf Grundlage der Simulation kann dann eine Entscheidung getroffen werden, ob eine Reparatur von Bereichen bzw. Stellen des Bauelements sinnvoll bzw. notwendig sind. Falls ja, folgt anschließend Schritt S15, in dem ein Abgleich des dreidimensionalen Abbilds des Bauelements mit dem geometrischen Modell durchgeführt wird. Zudem kann mittels der Simulation ein Kriechen, ein Fortschritt von Rissen oder ähnliches untersucht werden. Das Ergebnis der Simulation kann mit gesetzlichen bzw. normierten Mindestvorgaben verglichen werden. Beispielsweise kann die Vorgabe verlangen, dass das Bauelement unter Einwirkungen von Kräften einer bestimmten Größe mindestens 20 Jahre lange lebt bzw. funktioniert, d.h. nicht in seiner Funktion eingeschränkt ist. Durch die Simulation kann dies überprüft werden. Auf Grundlage der Simulation können in Schritt S20 die Bereiche bzw. Stellen des Bauelements, die repariert werden sollen, besonders präzise bestimmt werden, da aus der Simulation bekannt ist, welche Fehlstellen besonders problematisch sind.In step S14 you can choose between generating the three-dimensional image of the component (step S13 ) and matching or comparing the three-dimensional image of the component with a geometric model (step S15 ) an optional step can be performed. In step S14 a simulation of changes in the component is carried out on the basis of the three-dimensional image. The simulation calculates (e.g. on the basis of the finite element method) the behavior of the component over the life of the component (e.g. 20 years or 30 years) and / or under the influence of expected forces and / or stresses that occur when the component is used , for example in an engine, will or can occur. On the basis of the simulation, a decision can then be made as to whether a repair of areas or locations of the component is useful or necessary. If so, then step follows S15 , in which a comparison of the three-dimensional image of the component with the geometric model is carried out. In addition, the simulation can be used to investigate creep, the progress of cracks or the like. The result of the simulation can be compared with legal or standardized minimum requirements. For example, the specification can require that the component lives or functions for at least 20 years under the influence of forces of a certain magnitude, ie that it is not restricted in its function. This can be checked by means of the simulation. Based on the simulation, step S20 the areas or locations of the component that are to be repaired can be determined particularly precisely, since it is known from the simulation which defects are particularly problematic.

Falls keine Reparatur sinnvoll ist, da die Abweichungen bzw. Fehlstellen zu groß sind bzw. zu viele Fehlstellen vorhanden sind, wird das Bauelement als Ausschuss gekennzeichnet. Falls keine Reparatur notwendig ist, wird das Bauelement als verwendbar gekennzeichnet und anschließend der digitale Zwilling erzeugt (Schritt S30).If no repair makes sense because the deviations or defects are too large or there are too many defects, the component is marked as reject. If no repair is necessary, the component is marked as usable and the digital twin is then generated (step S30 ).

Die Simulation kann mittels eines Computers durchgeführt werden.The simulation can be carried out using a computer.

Der Schritt der Simulation kann nach dem Erzeugen eines dreidimensionalen Abbilds des reparierten Bauelements erneut auf Basis des dreidimensionalen Abbilds des reparierten Bauelements durchgeführt werden, um die Qualität des reparierten Bauelements zu bestimmen und zu bestimmen, ob eine weitere Reparatur notwendig ist oder nicht.After generating a three-dimensional image of the repaired component, the simulation step can be carried out again on the basis of the three-dimensional image of the repaired component in order to determine the quality of the repaired component and to determine whether a further repair is necessary or not.

Das Bauelement kann z.B. ein Boroskopauge eines Triebwerkgehäuses sein.The component can e.g. be a borescope eye of an engine housing.

Die Bereiche des Bauelements, die zu reparieren sind, und/oder die festgestellten Unterschiede zwischen dem dreidimensionalen Abbild und dem geometrischen Modell können mittels Augmented Reality graphisch bzw. visuell dargestellt werden. Hierzu kann beispielsweise ein Benutzer durch eine Art Brille hindurchsehen, während er das Bauelement vor sich hat oder in der Hand hält. Mittels der Brille werden die zu reparierenden Bereiche und/oder die Unterschiede an den Stellen graphisch dargestellt, an denen der Benutzer den entsprechenden Teil des physisch vorhandenen Bauelements durch die Brille sieht. Somit kann der Benutzer intuitiv die zu reparierenden Bereiche und/oder die Unterschiede wahrnehmen. Insbesondere kann der Benutzer auf Basis der mittels Augmented Reality dargestellten Daten entscheiden bzw. bestimmen, ob bzw. welche Bereiche des Bauelements auf welche Art und Weise zu reparieren sind.The areas of the component that are to be repaired and / or the identified differences between the three-dimensional image and the geometric model can be represented graphically or visually by means of augmented reality. For this purpose, a user can, for example, look through a type of glasses while he has the component in front of him or holds it in his hand. By means of the glasses, the areas to be repaired and / or the differences are graphically represented at the points at which the user sees the corresponding part of the physically present component through the glasses. The user can thus intuitively perceive the areas to be repaired and / or the differences. In particular, on the basis of the data displayed by means of augmented reality, the user can decide or determine whether or which areas of the component are to be repaired in which way.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

S10S10: Additives Herstellen des BauelementsAdditive manufacturing of the component
S13S13: Erzeugen des dreidimensionalen Abbilds des BauelementsGenerating the three-dimensional image of the component
S14S14: Simulieren von Veränderungen des BauelementsSimulate changes to the component
S15S15: Vergleichen des dreidimensionalen Abbilds des Bauelements mit einem geometrischen Modell des BauelementsComparing the three-dimensional image of the component with a geometric model of the component
S16S16: Bestimmen der Qualität des BauelementsDetermine the quality of the component
S20S20: Bestimmen der zu reparierenden Bereiche bzw. Stellen des BauelementsDetermining the areas or locations of the component to be repaired
S25S25: Reparieren der bestimmten zu reparierenden Bereiche bzw. Stellen des BauelementsRepairing the specific areas or locations of the component to be repaired
S30S30: Erzeugen eines digitalen Zwillings bzw. Speichern der Daten in einem digitalen ZwillingGenerating a digital twin or saving the data in a digital twin

Claims

A method for determining areas of an additively manufactured component to be repaired, in particular for an engine, the method comprising the following steps: Generating a three-dimensional image of the component (S13); Comparing the three-dimensional image of the component with a geometric model of the component, which represents the ideal state of the component, in order to determine differences between the three-dimensional image and the geometric model (S15); and Determining areas of the component to be repaired on the basis of the differences found between the three-dimensional image of the component and the geometric model (S20).

Procedure according to Claim 1 , wherein the areas of the component to be repaired are determined as a function of sizes, in particular the size of volumes, of identified differences between the three-dimensional image of the component and the geometric model.

Procedure according to Claim 1 or 2 , wherein the geometric model of the component was used to manufacture the component.

Method according to one of the preceding claims, wherein the three-dimensional image of the component is generated by thermography during production of the component by laser beam melting.

Method according to one of the Claims 1 - 3 , wherein the three-dimensional image of the component is generated after the component has been produced by an imaging method, in particular computed tomography.

Method according to one of the preceding claims, wherein the three-dimensional image is composed of data from layers of the component.

Method according to one of the preceding claims, wherein the determined differences between the three-dimensional image of the component and the geometric model and / or the specific areas to be repaired are displayed visually, in particular by means of augmented reality.

Method according to one of the preceding claims, wherein the method further comprises the following steps: simulating changes in the component over time and / or due to the effects of predetermined forces and / or stresses on the component on the basis of the three-dimensional image of the component (S14); Determining the quality of the component based on the simulated changes; Deciding whether the quality of the component is above a minimum quality value; If the quality of the component is not above the minimum quality value, in the step of determining areas of the component to be repaired on the basis of the differences found between the three-dimensional image and the geometric model, the areas of the component to be repaired are also determined on the basis of the simulated changes will; and wherein, if the quality of the component is above the minimum quality value, the component is marked as usable.

Method according to one of the preceding claims, wherein the method further comprises the following steps: Repairing the particular areas of the component to be repaired to reduce the differences between the three-dimensional image of the component and the geometric model of the component (S25); Generating a three-dimensional image of the repaired component (S13); Simulating changes in the repaired component over time and / or due to the effects of predetermined forces and / or stresses on the repaired component on the basis of the three-dimensional image of the repaired component (S14); Determining the quality of the repaired component based on the simulated changes; Deciding whether the quality of the repaired component is above a minimum quality value; if the quality is not above the specified minimum quality value: Marking the component as unusable or repeating the steps of comparing the three-dimensional image of the component with the geometric model of the component to determine differences between the three-dimensional image and the geometric model, determining the areas to be repaired, repairing, generating a three-dimensional Mapping, simulating changes, determining the quality and deciding whether the quality of the repaired component is above the minimum quality value; if the quality is above the specified minimum quality value: Marking the component as usable.

Procedure according to Claim 8 or 9 , wherein, if the component has been marked as usable, data of the component are entered in a digital twin of the component and / or an engine in which the component is installed (S30).

Method according to one of the preceding claims, wherein when determining the areas of the component (S20) to be repaired it is additionally determined whether the repair of the areas to be repaired is carried out manually and / or by machine.

Method according to one of the preceding claims, wherein in addition to the regions of the component to be repaired, the method of repair of the regions to be repaired is determined in order to reduce the difference between the three-dimensional image of the component and the geometric model.

Method according to one of the preceding claims, further comprising the following steps: Repairing the particular areas of the component to be repaired to reduce the differences between the three-dimensional image of the component and the geometric model of the component (S25); Generating a three-dimensional image of the repaired component (S13); Comparing the three-dimensional image of the repaired component with a geometric model of the component, which represents the ideal state of the component, to determine differences between the three-dimensional image and the geometric model (S15); Determining the quality of the repaired component based on the determined differences (S16); Deciding whether the quality of the component is above a minimum quality value; and if the quality is not above the specified minimum quality value: Marking the component as unusable; if the quality is above the specified minimum quality value: Marking the component as usable.

Computer program product which, when executed on at least one processor, is suitable for executing the method according to one of the preceding claims.

Computer-readable medium on which the computer program product is based Claim 14 is stored.