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May 28, 2023

AM-Nachbearbeitung

Die additive Fertigung (AM) hat die Fertigung grundlegend verändert

Die additive Fertigung (AM) hat die Fertigungslandschaft grundlegend verändert und bietet beispiellose Designfreiheit, Materialeffizienz und schnelle Produktionszeiten. Trotz dieser Vorteile bleibt die Nachbearbeitung ein entscheidender Aspekt, um die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit, Genauigkeit und Funktionalität von AM-Teilen sicherzustellen. Da es eine Vielzahl verfügbarer Nachbearbeitungstechnologien gibt, ist es wichtig, deren Fähigkeiten und Grenzen zu verstehen. In diesem Artikel vergleichen wir verschiedene Nachbearbeitungstechnologien und erklären, warum Gleitschleiftechnologien am besten geeignet und die effizienteste Lösung sind.

Ein Überblick

Die Nachbearbeitung umfasst verschiedene Techniken zur Verbesserung der Oberflächenqualität, Maßhaltigkeit und mechanischen Eigenschaften gedruckter Teile. Es gibt vier gängige Nachbearbeitungstechnologien: Handbearbeitung; CNC-Bearbeitung; chemische Veredelung; und Massenbearbeitungstechnologien

Handveredelung: Handfinish ist eine traditionelle AM-Nachbearbeitungsmethode, bei der manuell geschliffen, geschliffen und poliert wird, um die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit zu erzielen. Zu den Hauptvorteilen der manuellen Nachbearbeitung gehören die Möglichkeit, präzise, ​​individuelle Endbearbeitungen zu erzielen, die mit automatisierten Methoden möglicherweise nur schwer zu erreichen sind, sowie die Möglichkeit, Fehler oder Unvollkommenheiten am Teil schnell zu erkennen und zu korrigieren. Allerdings kann die manuelle Nachbearbeitung auch zeitaufwändig und arbeitsintensiv sein, was zu höheren Kosten und verringerter Effizienz führt. Darüber hinaus kann die Konsistenz der Oberfläche von Teil zu Teil variieren, abhängig von den Fähigkeiten und der Erfahrung des Bedieners. Daher eignet sich die Handbearbeitung möglicherweise für kleine oder kundenspezifische Projekte, bei denen Präzision von entscheidender Bedeutung ist, ist jedoch aufgrund des Zeit- und Arbeitsaufwands möglicherweise nicht ideal für die Produktion in großem Maßstab oder in großen Stückzahlen.

CNC-Bearbeitung: Bei der CNC-Bearbeitung handelt es sich um einen subtraktiven Fertigungsprozess, der als Nachbearbeitungsmethode für AM-Teile eingesetzt werden kann. Zu den Hauptvorteilen der CNC-Bearbeitung gehört die Möglichkeit, auch bei komplexen Geometrien eine hohe Präzision und Genauigkeit zu erreichen. CNC-Maschinen sind außerdem hochgradig anpassbar und können eine breite Palette von Materialien verarbeiten, darunter Metalle, Kunststoffe und Keramik. Darüber hinaus kann die CNC-Bearbeitung automatisiert werden, was die Arbeitskosten senkt und die Produktionseffizienz erhöht. Der Einsatz der CNC-Bearbeitung als Nachbearbeitungsmethode für AM-Teile bringt jedoch auch einige Nachteile mit sich. Einer der Hauptnachteile sind die hohen Kosten für Ausrüstung und Einrichtung, die für einige Hersteller eine Markteintrittsbarriere darstellen können. Darüber hinaus eignet sich die CNC-Bearbeitung möglicherweise nicht für Teile mit komplizierten inneren Merkmalen oder feinen Details

Chemische Veredelung: Bei der chemischen Veredelung handelt es sich um eine Nachbearbeitungsmethode, bei der AM-Teile mit chemischen Lösungen behandelt werden, um die Oberflächenbeschaffenheit oder Eigenschaften des Teils zu verändern. Zu den Hauptvorteilen der chemischen Veredelung zählen die Möglichkeit, präzise und gleichmäßige Oberflächen über komplexe Geometrien hinweg zu erzielen, sowie die Möglichkeit, die Materialeigenschaften des Teils wie Korrosionsbeständigkeit oder Biokompatibilität zu verändern. Der Einsatz chemischer Veredelung als Nachbearbeitungsmethode für AM-Teile hat jedoch auch einige Nachteile. Der wichtigste davon ist, dass die Wirksamkeit der chemischen Veredelung von Faktoren wie dem Material des Teils und den verwendeten spezifischen Chemikalien abhängen kann machen es schwierig, konsistente Ergebnisse über verschiedene Teile oder Anwendungen hinweg zu erzielen. Darüber hinaus eignet sich die chemische Endbearbeitung möglicherweise nicht für Teile, die präzise Toleranzen erfordern oder komplexe innere Merkmale aufweisen, da die chemischen Lösungen möglicherweise nicht in diese Bereiche eindringen oder sie erreichen können. Obwohl die chemische Veredelung insgesamt eine wirksame und kosteneffiziente Nachbearbeitungsmethode für additiv gefertigte Teile sein kann, müssen die potenziellen Nachteile und Einschränkungen dieses Ansatzes sorgfältig berücksichtigt werden.

Massenveredelungstechnologien: Massenbearbeitungstechnologien wie Vibrations- und Zentrifugalbearbeitung nutzen abrasive Medien und mechanische Energie, um gedruckte Teile zu glätten und zu polieren. Diese Prozesse sind hoch skalierbar und in der Lage, große Teilemengen gleichzeitig zu bearbeiten. Sie sind außerdem vielseitig einsetzbar und arbeiten mit verschiedenen Materialien und Teilegeometrien. Darüber hinaus sind Gleitschleiftechnologien kostengünstig, schnell und umweltfreundlich.

Warum Massenveredelung?

Massenbearbeitungstechnologien bieten gegenüber anderen Nachbearbeitungsmethoden mehrere Vorteile und sind daher die bevorzugte Wahl für AM-Teile.

Skalierbarkeit: Skalierbarkeit ist aus mehreren Gründen wichtig. Erstens ermöglicht die Massenbearbeitung die Bearbeitung einer großen Menge an Teilen auf einmal, was den Zeit- und Arbeitsaufwand für die Bearbeitung im Vergleich zur Einzelbearbeitung von Teilen erheblich reduzieren kann. Dies kann die Gesamteffizienz verbessern und die Produktionskosten senken. Darüber hinaus gewährleistet die Massenbearbeitung konsistente Endbearbeitungsergebnisse bei einer großen Teileserie, was mit manuellen oder individuellen Endbearbeitungsmethoden schwierig zu erreichen sein kann. Dies kann dazu beitragen, sicherzustellen, dass Teile bestimmte Anforderungen an Oberflächenbeschaffenheit, Rauheit und andere kritische Parameter erfüllen.

Die gleichzeitige Behandlung einer großen Charge von Teilen kann auch dazu beitragen, die Variabilität im Endbearbeitungsprozess zu verringern, da jedes Teil für die gleiche Dauer auf die gleiche Weise behandelt wird. Dies kann dazu beitragen, das Risiko von Mängeln oder Inkonsistenzen in den fertigen Teilen zu verringern.

Die Skalierbarkeit der Massenbearbeitung macht sie auch zu einer kostengünstigen Methode zur Bearbeitung großer Stückzahlen, da die Kosten pro Teil mit zunehmender Losgröße sinken. Dies kann besonders wichtig für Branchen wie die Luft- und Raumfahrt und die Automobilindustrie sein, in denen große Mengen an Teilen benötigt werden.

Materialkompatibilität: Massenbearbeitungstechnologien funktionieren mit einer breiten Palette von Materialien, darunter Metalle, Polymere und Keramik. Diese Vielseitigkeit ermöglicht es Herstellern, eine einzige Nachbearbeitungsmethode für verschiedene AM-Anwendungen zu verwenden und so den Produktionsprozess zu vereinfachen. Durch die Verwendung einer einzigen Nachbearbeitungsmethode für mehrere Materialien können Hersteller den Bedarf an separaten Geräten oder Prozessen für jedes Material reduzieren. Dies kann dazu beitragen, Gerätekosten, Platzbedarf und Wartungsbedarf zu reduzieren.

Die Verwendung einer einzigen Nachbearbeitungsmethode für mehrere Materialien kann auch dazu beitragen, die Prozesskontrolle und -konsistenz zu verbessern. Hersteller können einen standardisierten Prozess für die Endbearbeitung entwickeln, der auf verschiedene Materialien angewendet werden kann, wodurch die Variabilität verringert und die Gesamtqualität verbessert wird.

Darüber hinaus kann die Standardisierung auf eine einzige Nachbearbeitungsmethode dazu beitragen, die Gesamteffizienz zu steigern, indem der Bedarf an zusätzlicher Ausrüstung reduziert, die Rüstzeiten verkürzt und der Endbearbeitungsprozess rationalisiert werden. Dies kann Herstellern dabei helfen, Teile schneller und zu geringeren Kosten herzustellen.

Massenbearbeitungstechnologien können an verschiedene Formen und Größen von Teilen angepasst werden, was sie zu einer vielseitigen Nachbearbeitungsmethode für verschiedene AM-Anwendungen macht. Dies bedeutet, dass Hersteller die Massenbearbeitung nutzen können, um eine breite Palette von Teilen zu bearbeiten, unabhängig von deren Material, Form oder Größe.

Einheitlichkeit und Konsistenz: Durch Massenbearbeitungstechnologien können gleichmäßige Oberflächengüten über komplexe Teilegeometrien hinweg erzielt werden, selbst an schwer zugänglichen Stellen. Diese Konsistenz stellt sicher, dass alle Teile die erforderlichen Spezifikationen erfüllen, was die Produktqualität verbessert und die Notwendigkeit zusätzlicher Nachbearbeitungsprozesse reduziert.

AM-Teile haben oft komplexe Geometrien mit schwer zugänglichen Bereichen, die mit herkömmlichen Methoden nur schwer bearbeitet werden können. Mithilfe von Massenbearbeitungstechnologien können jedoch gleichmäßige Oberflächengüten über das gesamte Teil erzielt werden. Das Erreichen gleichmäßiger Oberflächengüten über komplexe Geometrien hinweg ist für die Gewährleistung der Produktqualität von entscheidender Bedeutung. Durch die Erzielung konsistenter Endbearbeitungsergebnisse können Massenbearbeitungstechnologien dazu beitragen, sicherzustellen, dass alle Teile die erforderlichen Spezifikationen für Oberflächenbeschaffenheit, Rauheit und andere kritische Parameter erfüllen.

Massenbearbeitungstechnologien können auch dazu beitragen, die Variabilität der Endbearbeitungsergebnisse selbst bei komplexen Geometrien zu verringern. Dies kann dazu beitragen, das Risiko von Mängeln oder Inkonsistenzen in den fertigen Teilen zu verringern und die Gesamtqualität zu verbessern. Das Erreichen konsistenter Oberflächengüten über komplexe Geometrien hinweg kann die Notwendigkeit zusätzlicher Endbearbeitungsprozesse, wie z. B. Handfinish oder Sekundärbearbeitung, reduzieren. Dies kann dazu beitragen, den Zeit- und Kostenaufwand für die Endbearbeitung zu reduzieren und die Gesamteffizienz der Produktion zu verbessern.

Es kann auch die Ästhetik der fertigen Teile verbessern und sie optisch ansprechender machen. Dies kann besonders wichtig für verbraucherorientierte Produkte oder Teile sein, die im Endprodukt sichtbar sind.

Reduzierte Arbeitskosten: Massenbearbeitungstechnologien sind weitgehend automatisierte Prozesse, die nur minimale manuelle Eingriffe erfordern, wodurch die Arbeitskosten und das Risiko menschlicher Fehler gesenkt werden. Auch die Automatisierung von Gleitschleiftechnologien kann die Effizienz steigern, da Maschinen kontinuierlich, ohne Pausen oder Unterbrechungen arbeiten können. Dies kann dazu beitragen, den Zeit- und Kostenaufwand für die Endbearbeitung zu reduzieren und die Gesamteffizienz der Produktion zu verbessern.

Massenveredelungstechnologien können auch Qualitätskontrollfunktionen wie Sensoren und Feedback-Mechanismen umfassen, die Fehler oder Abweichungen im Veredelungsprozess erkennen und korrigieren können. Dadurch wird das Risiko menschlicher Fehler weiter reduziert und die Produktqualität insgesamt verbessert.

Partnerschaft und Zusammenarbeit

Bei der Auswahl eines Anbieters von Nachbearbeitungstechnologie für die Massenbearbeitung ist es wichtig, einen Anbieter zu finden, der über das Fachwissen in der Prozessentwicklung und -optimierung verfügt, das für die Erzielung wiederholbarer Endergebnisse von entscheidender Bedeutung ist. Erfahrene Ingenieure sollten in der Lage sein, eng mit Kunden zusammenzuarbeiten, um maßgeschneiderte Nachbearbeitungslösungen zu entwickeln, die Zykluszeiten optimieren, Abfall minimieren und die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit und Maßgenauigkeit sicherstellen.

Lieferanten sollten außerdem Wert darauf legen, außergewöhnlichen Kundensupport zu bieten und eine Reihe von Dienstleistungen anzubieten, darunter Geräteinstallation, Schulung, Wartung und Fehlerbehebung. Dieses Engagement für die Kundenzufriedenheit stellt sicher, dass sich die Kunden auf die kontinuierliche Unterstützung und Fachkompetenz ihres gewählten Lieferanten verlassen können.

Der ausgewählte Lieferant sollte außerdem über Fachwissen verfügen, das ein breites Spektrum an Gleitschleiftechnologien abdeckt. Durch das Angebot eines umfassenden Portfolios an Produkten und Dienstleistungen werden Lieferanten praktisch zu einem One-Stop-Shop für die Erfüllung der vielfältigen Nachbearbeitungsbedürfnisse ihrer Kunden.

Es ist außerdem von Vorteil, wenn der von Ihnen gewählte Anbieter von Gleitschleif-Nachbearbeitungstechnologie ein breites Sortiment an Schleifmitteln und Finishmitteln anbietet, die speziell auf die Anforderungen von AM-Anwendungen zugeschnitten sind. Durch das Verständnis der einzigartigen Eigenschaften unterschiedlicher Materialien und Teilegeometrien sollte ein Lieferant in der Lage sein, maßgeschneiderte Technologie-/Medienlösungen bereitzustellen, die optimale Oberflächengüten bei gleichzeitiger Wahrung der Teileintegrität liefern.

Weitere Informationen: www.solutions-for-am.com

Autor: Colin Spellacy ist Vertriebsleiter bei Rösler UK. AM Solutions ist Teil der Rösler-Gruppe, die seit mehr als 80 Jahren ein führender Experte auf dem Gebiet der Oberflächenveredelung ist.

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