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Oberflächenbehandlungsmethoden für den Metall-3D-Druck

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Zu den wichtigsten Nachbearbeitungsmethoden gehören die Endbearbeitung und die mechanische Bearbeitung

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Eine ungelöste Herausforderung bei der additiven Fertigung ist die Oberflächenbeschaffenheit. Theoretisch erlaubt die additive Fertigung die völlige Freiheit, komplexe Formen zu erzeugen, aber in der Praxis erfordern die Anforderungen an die Oberflächengüte in der Regel konstruktive Einschränkungen. Obwohl die Verbesserung der Qualität des Metallpulvers, die Optimierung der Baurichtung und der Prozessparameter die Oberflächenqualität von additiv gefertigten Teilen bis zu einem gewissen Grad verbessern können, kann das Problem der Oberflächenrauheit von additiv gefertigten Teilen nicht vollständig gelöst werden. Daher ist es notwendig, eine Nachbearbeitung von additiv gefertigten Teilen durchzuführen. Zu den wichtigsten Nachbearbeitungsmethoden gehören derzeit die Endbearbeitung und die mechanische Bearbeitung.

Zu den Nachbearbeitungsmethoden gehören hauptsächlich manuelles Polieren, Sandstrahlen oder numerisch gesteuertes Schleifen. Die Qualität des manuellen Polierens hängt weitgehend von der Erfahrung des Bedieners ab. Die Wiederholbarkeit und Konsistenz ist schlecht, die Arbeits- und Zeitkosten sind hoch und der beim Polieren entstehende Staub ist gesundheitsschädlich. Darüber hinaus haben Sandstrahlen und CNC-Schleifen eine schlechte Bearbeitungszugänglichkeit für Teile mit komplexer innerer Oberfläche und poröser Struktur, so dass sie im Allgemeinen zum Reinigen und Polieren der äußeren Oberflächen von Teilen und zum Entfernen der Oxidschicht verwendet werden.

Bei komplexen Strukturteilen mit hohen Anforderungen an die Oberflächenqualität (0,8μm

1. Formadaptives Schleifen

Shape Adaptive Grinding (SAG) ist ein neuartiges Verfahren zur Freiformbearbeitung von schwierigen Werkstoffen wie Keramiken und Hartmetallen. Trotz geringer Steifigkeit der Bearbeitungsausrüstung kann aufgrund der Semi-Elastizität der Werkzeuge ein duktiles Schleifen mit hoher Oberflächengüte erreicht werden. Ein ausländischer Forscher verwendete die formadaptive Schleifmethode mit einem kugelförmigen, flexiblen Schleifkopf, um die Freiformfläche von AM-Titanteilen zu polieren. Die Defektschicht auf der Oberfläche der additiven Fertigung wurde durch Grob- und Feinpolieren entfernt, und die endgültige Oberflächenrauheit Ra erreichte weniger als 10nm

2. Laser-Polieren

Das Laserpolieren ist eine neue Poliermethode, bei der ein hochenergetischer Laserstrahl verwendet wird, um das Oberflächenmaterial der Teile wieder aufzuschmelzen und so die Oberflächenrauhigkeit zu reduzieren. Derzeit liegt die Oberflächenrauheit von laserpolierten Teilen Ra bei etwa 2~3μm. Aufgrund der hohen Kosten für Laserpoliergeräte wurde es in der praktischen 3D-Druck-Nachbehandlung noch nicht häufig eingesetzt.

3. Chemisches Polieren

Das unmittelbare Ergebnis des chemischen Polierens ist die Glättung der Mikrorauheit und die Bildung einer Politur zusammen mit der parallelen Auflösung einer oberen Schicht. Es hat einen bemerkenswerten Effekt auf die Entfernung der kugelförmigen Schicht, die lose ist und leicht auf der Oberfläche von hohlen Strukturen oder Teilen mit hohlen Strukturen in der kleinen additiven Fertigung abfällt. Durch chemisches Polieren und elektrochemisches Polieren wurde die Oberflächenrauhigkeit des obigen porösen Implantats von 6~12μm auf 0,2~1μm reduziert.

4. Abrasive Fließbearbeitung

Abrasive Flow Machining (AFM) ist ein Verfahren zur Innenbearbeitung von Oberflächen, bei dem eine mit Schleifmitteln beladene Flüssigkeit durch ein Werkstück fließt. Diese Flüssigkeit ist typischerweise sehr zähflüssig und hat die Konsistenz von Knetmasse oder Teig. AFM glättet und veredelt raue Oberflächen und wird speziell zum Entfernen von Graten, Polieren von Oberflächen, Formen von Radien und sogar zum Abtragen von Material eingesetzt. Aufgrund seiner Beschaffenheit ist AFM ideal für Innenflächen, Schlitze, Löcher, Hohlräume und andere Bereiche, die mit anderen Polier- oder Schleifverfahren nur schwer zu erreichen sind.

Die Pulverbettschmelztechnologie kann die beste Oberflächenqualität unter allen additiven Fertigungsverfahren für Metalle erzielen. Zusätzlich zu den oben genannten Nachbearbeitungsmethoden müssen kritische Teile manchmal maschinell bearbeitet werden. Diese zwei Arten von Nachbehandlungsmitteln sind in der 3d-Druckformanwendung weit verbreitet. Willkommen, um uns zu kontaktieren, um mehr Nachbehandlungsmethoden für den Metall-3D-Druck zu erkunden.

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