Nacharbeit von 3D-Druckteilen

Gehäuse aus PA CF | FFF-Verfahren | Einsatz: Automatisierung

Unsere Verfahren für die Nachbearbeitung 3D-gedruckter Kunststoffbauteile

Grundsätzlich sind additiv gefertigte Bauteile oder 3D-Drucke ohne weitere Bearbeitungsschritte einsetzbar. Für bestimmte Anwendungsfälle können additiv gedruckte Bauteile jedoch optimiert werden. Dafür stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung, und es können somit bestimmte Vorteile konventioneller und additiver Fertigungsmethoden kombiniert werden.

Spanende Nachbearbeitung

Durch spangebende Bearbeitungsschritte wie Bohren, Fräsen, Drehen oder Gewindefräsen lassen sich Toleranzen und Oberflächenqualitäten erzielen, die konventionell gefertigten Bauteilen in nichts nachstehen.

Besonders bei additiv gefertigten Bauteilen für den tatsächlichen Einsatz empfehlen sich oft zusätzliche zerspanende Bearbeitungsschritte, um z. B. Passungen oder Dichtflächen realisieren zu können.

Nacharbeit durch Gleitschleifen

Bestimmte Werkstoffe lassen sich mit Keramik- oder Kunststoffschleifkörpern gleitschleifen, wodurch eine deutliche Verbesserung der Oberflächenbeschaffenheit erreicht wird.

Die für additiv gefertigte Bauteile übliche Oberflächenstruktur lässt sich somit, je nach Dauer des Prozesses, fast vollständig beseitigen. Durch das Gleitschleifen werden zusätzlich Kanten gebrochen und kleine Fehler, bedingt durch die additiven Fertigungsverfahren, begradigt.

Mechanische Nacharbeit mittels Strahlen

Um additiv gefertigte Bauteile zu entgraten, zu reinigen und die Oberflächenqualität zu verbessern, können die Bauteile in einer Strahlkabine nachbehandelt werden.

Abhängig von Werkstoff und Strahlmedium werden unterschiedliche Ergebnisse erzielt. Auf diese Weise ist eine Oberflächenverdichtung und damit eine Erhöhung der Festigkeit möglich.

Nachbearbeitung durch Tempern

Bedingt durch die additiven Fertigungsverfahren kann es zum Eintrag von Eigenspannungen durch den thermischen Prozess kommen, die zu Verformungen des Bauteils führen können.

Abhängig vom verarbeiteten Werkstoff tempern wir die Bauteile nach Fertigstellung, um den Verzug zu reduzieren.

Dabei werden verschiedene Temperaturkurven mit bestimmten Zeitintervallen in einem Temperofen direkt nach dem Druckprozess abgefahren.

Chemisch-thermisches Glätten

Durch dieses besondere Verfahren, ohne zusätzliche Materialzuführung, kann die Oberfläche nach dem Druckprozess bei bestimmten Werkstoffen verbessert werden. Bei speziellen Anwendungen kann sogar die Dichtheit durch diese Nacharbeit erhöht werden.

Finishing in der Montage

Additiv gefertigte Bauteile können, wie konventionell gefertigte Bauteile, beispielsweise mit Gewindeeinsätzen ausgestattet oder mit anderen Bauteilen verschraubt oder verklebt werden. Diese Arbeitsgänge übernehmen wir auf Wunsch gerne, und Sie bekommen die fertig montierte Baugruppe geliefert.

Optimierung durch Beschichtungen in der Nacharbeit

Für spezielle Anwendungen können Beschichtungen für das Erreichen bestimmter Anforderungen die Lösung sein.

So gibt es Beschichtungen, um optische Ansprüche zu erfüllen oder hohe Dichtheit zu gewährleisten. Durch eine EMV-Beschichtung* kann man eine Abschirmung gegen elektromagnetische Interferenzen erhalten.

EMV-Beschichtung durch Nacharbeit von 3D-Druckteilen

Gehäuse aus ABS mit EMV-Beschichtung* | FFF-Verfahren | Einsatz: Elektroindustrie

Anwendungen von nachgearbeiteten 3D-Druckteilen

Rohrverbindungen im Anlagenbau

Bei der Entwicklung komplexer Rohrverbindungen im Anlagenbau kommen die Vorteile der additiven Fertigung besonders zum Tragen. Es können komplexe Geometrien ohne Formkosten aus Werkstoffen hergestellt werden, die hohe Temperaturen ertragen können und gleichzeitig auch für den Medienkontakt geeignet sind.

Durch Nacharbeit an den Flanschflächen, durch Anbringen von Dichtsitzen und Gewinden oder durch spanende Arbeitsschritte können diese Bauteile für den tatsächlichen Serien- oder Erprobungseinsatz optimiert werden.

An den Rohrverbindungen werden somit hochgenaue Funktionsflächen realisiert, die sich z. B. dazu eignen, Sensoren, Schläuche oder weitere Verbindungselemente daran zu montieren.

Beschichtete Gehäuse für Elektronik

Immer mehr elektronische Komponenten müssen platzsparend und oft unter kritischen Gewichtsvorgaben untergebracht werden. Additiv lassen sich diese Gehäuse kostengünstig und spezifisch angepasst herstellen.

Die richtige Werkstoffauswahl mit Eigenschaften wie brandhemmend und antistatisch ist hier entscheidend. Hinzu kommt die Möglichkeit, 3D-gedruckte Bauteile mit einer EMV-Beschichtung* zu versehen. Dadurch wird die integrierte Elektronik vor elektromagnetischen Interferenzen geschützt.

Leichtbauwelle

Mit dem FFF-Verfahren lassen sich hohle Bauteile mit einer inneren Gitterstruktur herstellen. Diese Struktur lässt sich je nach Anwendungsfall hinsichtlich ihrer Dichte und ihres Aufbaus verändern, und damit ist die Festigkeit und vor allem das Gewicht einstellbar.

Ein besonderer Anwendungsfall sind Leichtbauantriebswellen mit gedrehten Passungen für die Lager. Der Grundkörper der Welle wird mit einer inneren Gitterstruktur gedruckt und ist damit unschlagbar leicht, um das Trägheitsmoment der Welle soweit wie möglich zu reduzieren. Die Lagersitze werden in einem weiteren Arbeitsschritt hochpräzise überdreht, womit der notwendige Rundlauf erzielt wird.

Baugruppen

Um additiv gefertigte Bauteile in Baugruppen einsetzen zu können, werden z. B. Gewindeeinsätze montiert. Diese stellen die notwendige Festigkeit der Schraubverbindung sicher. Funktionsflächen können überfräst werden, um weitere Bauteile in der vorgegebenen Genauigkeit daran montieren zu können.

Mechanische Bauteile aus Hightech-Kunststoffen

Bei der spangebenden Bearbeitung muss der Rohling mindestens die Außenmaße des Bauteils besitzen. Diese Rohlinge werden üblicherweise aus Plattenmaterial oder Vollstäben gesägt, anschließend mechanisch bearbeitet und das überschüssige Material durch Drehen oder Fräsen abgetragen. Gerade bei teuren Hightech-Kunststoffen entsteht somit kostspieliger Abfall in Form von Spänen.

Zusätzlich sind Halbzeuge aus besonderen Kunststoffen nicht immer in der notwendigen Abmessung verfügbar. Mit der additiven Fertigung hat man die Möglichkeit, einen Rohling mit sehr geringem Abfall in der gewünschten Größe herzustellen, der nachträglich an den Funktionsflächen mechanisch nachgearbeitet wird.

Nacharbeit einer durch 3D-Druck gefertigten Antriebseinheit

Antriebseinheit aus ULTEM™ 1010 und iglidur® I180-PF | FFF-Verfahren | Einsatz: Anlagenbau