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Automatisierte Nachbearbeitung

Postprocessing: Chemisches Gleitschleifen liegt vorne
3D-Druck: So gelingt die Nacharbeit von Innenkanälen

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Rösler Italiana hat mit dem Politecnico Milano untersucht, wie sich Innenkanäle in additiv gefertigten Bauteilen am effektivsten nacharbeiten lassen – beispielsweise konturnahe Kühlkanäle in Werkzeugeinsätzen. Ergebnis: Das chemisch unterstützte Gleitschleifen liegt vorne.

Bei der automatisierten Nacharbeit von Innenflächen geht es um das Glätten und Entfernen von Restpulver. Das ist deswegen unumgänglich, weil sich sonst Turbulenzen, Reibungsverluste, gelöste Partikel und damit Druckabfälle in den Strömungen in den Kanälen ergeben können. Drei Verfahren wurden an den Fachbereichen Maschinenbau und Chemische Verfahrenstechnik des Politecnico Milano untersucht – das Gleitschleifen, Sandstrahlen und das chemisch unterstützte Gleitschleifen. Und alle drei führen zu einer deutlichen Verbesserung der Oberflächenqualität, wie Rösler Oberflächentechnik als wichtigsten Aspekt der Studienergebnisse aus Italien berichtet.

Mit Additive Manufacturing (AM) lassen sich Teilegeometrien herstellen, die mit konventionellen Fertigungsverfahren nicht machbar sind. Das Verfahren der Wahl ist das Selektive Laser Melting (SLM). Herausforderungen liegen jedoch beim Entfernen von Pulveranhaftungen aus den Kühlkanälen und in der rauen Oberfläche der Teile, die Ra-Werte zwischen 10 und 20 µm aufweist. Die Wahl des Nachbehandlungsverfahrens hat großen Einfluss auf die Lebensdauer der Komponente und auf die Effizienz des Systems.

Eine Option zum Bearbeiten der Außen- und Innenflächen additiv gefertigter Bauteile ist die Gleitschlifftechnik. Dabei werden die Werkstücke in spezielle Medien eingetaucht und mit Vibration geschliffen. Beim Verfahrensvergleich in Mailand wurden Teilen mit verschiedenen Geometrien und Innenkanälen der Durchmesser 3 mm, 5 mm, 7,5 mm und 10 mm untersucht.

Ra-Werte von 0,7 µm automatisiert erzielt

Die Ergebnisse zeigen eine große Ähnlichkeit zwischen dem Gleitschleifen und Sandstrahlen, teilt Rösler mit: Beide Prozesse beseitigten Rauheitsspitzen zuverlässig und erreichten ein vergleichbares Rauheitsprofil. Das chemisch unterstützte Gleitschlleifen führte zur glattesten Oberfläche und zum besten Rauheitsprofil: Mit Ra-Werten von 0,7 µm erzielte es die niedrigste Rauigkeit in der kürzesten Zeit., so heißt es. Festgestellt wurde aber auch, dass die endgültigen Rauheitswerte im vertikalen und horizontalen Kanal sehr ähnlich sind.

Durchgeführt wurden die Untersuchungen auf einer weiterentwickelten Anlage M3 von AM Solutions – eine Marke der Rösler-Gruppe, die unter anderem auf das Postprocessing 3D-gedruckter Teile spezialisiert ist. Diese Anlagen decken das gesamte Spektrum der Nachbearbeitung additiv gefertigter Teile ab – vom Auspacken, Entpulvern, Entfernen von Stützstrukturen, Homogenisieren und Glätten der Oberfläche bis hin zum Hochglanz-Polieren und der Vorbereitung der Oberfläche für ein nachfolgendes Beschichten.

Die Weiterentwicklung der M3 ermöglicht es laut Rösler nicht nur, Innenkanäle effektiv zu bearbeiten. Sie sei auch das erste vollautomatisierte System, das additiv gefertigte Bauteile ohne manuellen Aufwand prozesssicher nacharbeiten könne. (os)



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