Im April hat das Advanced Processing of Additively Manufactured Parts: Forschungsprojekt Ad-Proc-Add über seine Arbeit zu Prozessketten der additiven-subtraktiven Fertigung berichtet. Vor wenigen Tagen informierte das Ad-Proc-Add-Projekt darüber, dass die TU Wien an optimalen Prozessparametern für Pulverbett-3D-Druck arbeitet. In einer aktuellen Pressemitteilung, die das 3D-grenzenlos Magazin erreicht hat, berichten Forscher des Instituts für Spanende Fertigung an der Technischen Universität Dortmund über die Untersuchung im Rahmen des Ad-Proc-Add-Projekts von den abrasiven Feinbearbeitungsprozessen Flachschleifen, Rundschleifen, Nassabrasivstrahlen (WAJM) und Mikrofinish von additiv gefertigten Metallbauteilen. Die Ergebnisse der Studie liefern Erkenntnisse über die Bearbeitungsmöglichkeiten und über den Einfluss der initialen additiven Komponentenproduktion.
Hohe Anforderungen an Oberflächen
Die additive Fertigung hat in vielen Industriezweigen ihren Einzug gefunden. Die hohen Anforderungen an Bauteile führen zur Notwendigkeit einer geeigneten Prozesskette. Der Fokus liegt dabei auf der Kombination von additiver Fertigung und spanender Nachbearbeitung. Das zeigt sich in funktionalen Oberflächen, die hohe Anforderungen an Form- und Maßgenauigkeit sowie Oberflächenqualität erfüllen müssen. Gerade bei 3D-gedruckten Bauteilen aus Metallteilen sind den Forschern zufolge die Oberflächen, die dabei entstehen, unzureichend, was den Einsatz von subtraktiven Verfahren, insbesondere Fein- und Ultrafeinbearbeitungsverfahren wie Schleifen und Mikrofinish interessant macht, da diese funktionale Oberflächen unter tribologischen Aspekten ermöglichen. Subtraktive Verfahren werden hier auch als Funktionalisierungsverfahren bezeichnet.
Prof. Dr. Biermann und Meik Tilger vom Institut für Spanende Fertigung der Technischen Universität Dortmund haben die Funktionalisierung von additiv gefertigten Bauteilen durch Feinbearbeitungsprozesse untersucht, um die Qualität und Funktionalität von additiv gefertigten Bauteilen weiter zu verbessern.
Schleifen, Nassabrasivstrahlen (WAJM) oder Mikrofinish
Das Team zeigte im Rahmen des interdisziplinären Kooperationsprojekts Ad-Proc-Add, dass das Schleifen von additiv gefertigten Bauteilen grundsätzlich für die Nachbearbeitung geeignet ist. Die Aufbaurichtung der additiven Werkstücke beeinflusste das Bearbeitungsergebnis beim Schleifen, Nassabrasivstrahlen (WAJM) oder Mikrofinish. Die Forscher fanden jedoch einen großen Einfluss in der ursprünglichen Qualität des additiv gefertigten Bauteils. Besonders die hohe Porosität wurde als Hauptursache für Oberflächenfehler und unzureichende Oberflächenqualität nach der Feinbearbeitung identifiziert. Die Poren in der Beschichtungsstruktur werden hauptsächlich auf mögliches Pulveraltern oder übermäßige Pulverfeuchtigkeit zurückgeführt.
Es zeigten sich Schwierigkeiten bei der Feinbearbeitung von rotationssymmetrischen Komponenten, insbesondere bei der Spannung mittels eines Dorns. Die hohe Ausgangsrauheit und die geringe Materialabtragsrate bei Nassabrasivstrahlen (WAJM) oder Mikrofinish bringt die Forscher dazu, einen Zwischenschleifprozess als wirtschaftlich notwendig zu erachten. Die Forscher sehen auf dem Gebiet das Potenzial, die additiv-subtraktive Prozesskette weiter zu optimieren und somit die Qualität und Funktionalität von additiv gefertigten Bauteilen zu verbessern. Der Schlussbericht des Vorhabens ist über das Forschungskuratorium Maschinenbau (FKM) e.V. erhältlich. Postanschrift: Lyoner Str. 18, 60528 Frankfurt am Main.
