Rösler: Oberflächenbearbeitung für additiv gefertigte Bauteile Oberflächenfinish nach additiver Fertigung

Von Konrad Mücke

Mit Gleitschleifen und Strahlen lassen sich die Oberflächen additiv gefertigter Bauteile reproduzierbar und wirtschaftlich glätten. Allerdings sind die Prozesse dafür jeweils auf die Werkstoffe und die geforderten Oberflächeneigenschaften exakt abzustimmen.

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Dreistufiges Gleitschleifen von Schädelimplantaten.
Dreistufiges Gleitschleifen von Schädelimplantaten.
(Bild: Renishaw)

Additiv fertigt man inzwischen nicht nur Prototypen, sondern auch Bauteile in Serien. Insbesondere beim Individualisieren und beim Herstellen komplex geformter Werkstücke, die schnell, flexibel und in kleinen Serien benötigt werden, erweist es sich als vorteilhaft, additiv zu fertigen. Dies gelingt inzwischen mit nahezu allen üblichen Werkstoffen, wie Metallen, Kunststoffen, Keramik, Glas und Verbundwerkstoffen. Das Nachbearbeiten erfordert eine Gesamtbetrachtung der Prozesskette. Es betrifft nicht nur das Entfernen von Stützstrukturen, sondern insbesondere das Glätten von Oberflächen, das definierte Verrunden von Kanten, das Polieren auf Hochglanz und das Vorbereiten zum Beschichten. Die jeweils geeigneten Verfahren hängen unter anderem von der genutzten 3D-Technologie, von den Korngrössen, von der Genauigkeit beim Auftragen der Schichten und von der räumlichen Orientierung des Bauteils beim Aufbauen der Schichten ab.

Gleitschleifen als variables Verfahren vorteilhaft

Additiv gefertigte Bauteile lassen sich mit einer Vielzahl unterschiedlicher Verfahren nachbearbeiten. Wegen seiner Fexibilität eignet sich dazu vor allem Gleitschleifen besonders vorteilhaft. Abhängig von den Geometrien der Bauteile und den Forderungen an die Qualität und Struktur der Oberflächen nach dem Bearbeiten, lassen sich die Bauteile als Einzelstücke oder in Chargen mit unterschiedlichen Mengen bearbeiten. Wesentlich ist, die individuellen Forderungen bereits beim Konstruieren und beim Planen der additiven Fertigung zu berücksichtigen.

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Praxisgerechte, erprobte Prozesse

Für eine Vielzahl an Werkstücken aus unterschiedlichen Branchen hat Rösler, weltweit tätiger und renommierter Hersteller von Gleitschleifanlagen, bereits praxisgerechte Prozesse entwickelt. Das betrifft unter anderem chirurgische Implantate, die in einer Fliehkraftanlage reproduzierbar und wirtschaftlich nachbearbeitet werden. Dabei befinden sie sich in einer fixierten Position in der Gleitschleiftrommel. In dem dreistufigen Prozess werden definierte Bereiche der Implantate geschliffen und geglättet. Die Oberflächen der Werkstücke sind anschliessend extrem glatt. Die Dauer der manuellen Nacharbeit verkürzt dies auf ein Fünftel der ehemals benötigten Zeit. Für die Luftfahrt hat der Maschinenhersteller einen Prozess zum Bearbei­ ten von Turbinenschaufeln entwickelt und verwirklicht.

Ähnlich entstanden geeignete Verfahren zum definierten Glätten von beispielsweise additiv gefertigten Schwinghebeln für Elektrofahrräder, für Formkerne für Spritzgiesswerkzeuge, für Wärmetauscher und für Sensorgehäuse. Beispielsweise Wärmetauscher lassen sich innerhalb kürzester Bearbeitungszeiten innen und aussen durch sorgfältig abgestimmte Korngössen ausgewählter Compounds auf die geforderte Oberflächengüte nachbearbeiten.

Partner für Prozessentwicklung

Dabei basiert die Entwicklung und individuelle Optimierung auf den Erfahrungen des Herstellers mit einem breiten Spektrum unterschiedlicher Verfahren. Dies betrifft das Strahlen und das Gleitschleifen in Verbindung mit unterschiedlichen Strahlmitteln, Schleifkörpern und Compounds. Somit ist Rösler ein bevorzugter Partner beim Entwickeln der gesamten Prozesse von der Konstruktion über das Fertigen bis zum Nachbearbeiten additiv zu fertigender Bauteile. SMM

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