Forscher des Instituts für Fertigungstechnik und Photonische Technologien (IFT) an der TU Wien und der Forschungsgesellschaft FOTEC haben in einer gemeinsamen Studie die Auswirkungen variierender Prozessparameter auf die geometrischen und thermomechanischen Eigenschaften von additiv gefertigten Bauteilen untersucht.
Das interdisziplinäre Kooperationsprojekt Ad-Proc-Add hat die Energieeffizienz von Nachbehandlungsverfahren sowie die Möglichkeit von vibrationsunterstütztem Bohren und maschinellem Hammerstrahlen auf Bauteile, die mittels additiver Fertigung hergestellt wurden, evaluiert.
Die Studie bestätigte, dass vibrationsunterstütztes Bohren erfolgreich auf mit additiver Fertigung hergestellter Bauteile angewendet werden kann, um die Schnittkraft beim Bohren von martensitaushärtenden Stahllegierungen um 30 % im Vergleich zum konventionellen Bohrvorgang zu reduzieren. Das maschinelle Hammerstrahlen zeigt ebenfalls eine effektive Glättung von Oberflächen und kann somit als empfehlenswerte Behandlung für Funktionsoberflächen von additiv gefertigten Teilen betrachtet werden.
Die Forscher haben ebenfalls herausgefunden, dass eine minimale Materialstärke von 3,5 mm für freitragende Bauteiloberflächen aus wärmebehandeltem AlSi10Mg im Laser Powder Bed Fusion (LPBF)-Verfahren erforderlich ist, um eine plastische Verformung zu vermeiden.
Ergebnisse der Studie
Die Ergebnisse dieser Studie liefern wichtige Erkenntnisse für die Entwicklung von effektiveren und energieeffizienteren Nachbehandlungsverfahren für additiv gefertigte Bauteile sowie zur Optimierung von Prozessparametern und Werkstoffeigenschaften. Die gewonnenen Erkenntnisse können System- und Serviceanbietern dabei helfen, neue Produkte mit erweiterten Funktionalitäten zu entwickeln und Endanwendern ermöglichen, Additiv-subtraktive Prozessketten mit höherer Produktivität sowie gesteigerter ökonomischer und ökologischer Effizienz umzusetzen.
Die Studie verdeutlicht, dass vibrationsunterstütztes Bohren und maschinelles Hammerstrahlen eine vielversprechende Methode zur Verbesserung von additiv gefertigten Bauteilen darstellen. Die Technologie könnte helfen, die Qualität und die Effizienz der Fertigung zu steigern und somit die Wettbewerbsfähigkeit der Industrie zu erhöhen.
