Serienqualität additiv gefertigter Teile verbessern

Die additiven Fertigungsverfahren haben seit deren Erfindung vor über 30 Jahren nun einen Reifegrad, wodurch sich die Verfahren sukzessive in der industriellen Fertigung etablieren.

Mit den zunehmenden Möglichkeiten dieses generativen Verfahrens, steigen auch die Anforderungen an die Werkstücke: Die Oberflächengüte sowie Wiederholgenauigkeit und Prozesssicherheit bei der Nachbearbeitung rücken in den Fokus.

Additiv gefertigte Teile stellen besondere Herausforderung dar

Bei allen 3D-Druckverfahren werden die Schichten des Bauteils selektiv aufgetragen. Das Bauteil besteht demnach aus einer Folge von Schichten. Das
Verfahrensprinzip bringt Flexibilität und Individualität in der Formgebung von Bauteilen und ermöglicht. Aufgrund des schichtweisen Aufbaus besitzen additiv hergestellte Teile eine markante Oberflächenstruktur - gekennzeichnet durch Riefen, Poren, Risse und Lunker. 

Klassische Lösungsansätze zur Verbesserung der Oberflächenqualität

Als klassische Lösungsansätze gelten die händische Nachbearbeitung, das Bedampfen mit Lösungsmittel oder Gleitschleifen, etwa im Vibrator.

Nachteil des erstgenannten manuellen Glättens und Polierens ist, dass durch den Faktor Mensch die Wiederholgenauigkeit und Prozesszeiten keine wirtschaftliche Fertigung ermöglichen.

Beim chemischen Glättungsverfahren müssen die Lösungsmittel in den Anlagen arbeitsaufwändig und somit kostenintensiv aufbereitet, getauscht und entsorgt werden. Außerdem sind die Anschaffungskosten höher als bei anderen Nachbearbeitungsverfahren, was gesamtheitlich betrachtet dem Ziel der effizienten Serienfertigung im Weg steht.

Beim Gleitschleifen im Vibrator werden hingegen keine Chemikalien eingesetzt, aber es kommt zu sehr langen und dadurch oftmals unwirtschaftlichen Prozesszeiten. Gibt es eine alternative Lösung, um additiv gefertigte Teile aus unterschiedlichen Materialien in Serienqualität zu erhalten? Ja, die gibt es!

OTEC Tellerfliehkraftanlagen schaffen homogene Oberflächen in kürzester Zeit, ohne Chemie

Schwammartige, offenporige Oberflächen können in OTEC Tellerfliehkraftanlagen zeitsparend homogenisiert – sprich geglättet und poliert werden. Möglich wird dies durch die mechanische Funktionsweise der Anlage: Werkstücke bis Faustgröße (je nach Maschinenausführung) werden als Schüttgut oder auch einzeln zusammen mit auf die Werkstückgeometrie und –material abgestimmtem Schleif- und Poliermittel in den blauen Bearbeitungsbehälter gefüllt.

Der Behälterboden ist als Teller geformt und drehbar gelagert. Durch die Drehbewegung des Tellers im starren Behälter werden Verfahrensmittel und Werkstücke in eine toroide Strömung versetzt. Zwischen den Werkstücken und dem Verfahrensmittel entsteht dabei eine sehr intensive und rein mechanische Bearbeitung. 

Oft kopiert – nie erreicht: Die OTEC CF-Serie steht für Anwendungsflexibilität, Wiederholgenauigkeit und Prozesssicherheit

• In der zentralen Steuerung der Anlage werden im Hinblick auf das Werkstück individuell definierte Prozessparameter abgespeichert, überwacht und auf Knopfdruck ausgeführt. Somit sind konstante Prozessparameter stets gewährleistet. Die Wasser-/Compoundkonzentration ist über Touchpanel einstellbar, dadurch ist Prozesssicherheit gegeben.
  
  
• Ausgereifte, intelligente Spalttechnologie: Der Behälter besteht aus einem Teller als Boden, einem Zylinder mit Rippenstruktur und einem auswechselbarem Verschleißring. So muss im Verschleißfall nicht der gesamte Behälter getauscht werden, das minimiert die Kosten für Ersatzteile.
  
  
• Durch das von OTEC entwickelte Nullspaltsystem können sich keine, sehr dünne, filigrane Teile oder auch Verfahrensmittel im Spalt während des Bearbeitungsprozesses verhaken. Zudem gibt es kein Wasserrückstand im Arbeitsbehälter bei Bearbeitungsende, da das Wasser komplett abfließen kann.
  
  
• Aufgrund der optimalen Behälterform erreicht die Maschine eine sehr gute Umwälzung. Der OTEC CF-Anwender profitiert von geringeren Prozesszeiten und glatteren Oberflächen.

Zeit ist Geld

• Im Vergleich zum Gleitschleifen im Vibrator profitieren Hersteller additiv gefertigter Teile beim Einsatz von OTEC Tellerfliehkraftanlagen durch 5- bis 10-fach kürzere Bearbeitungszeiten. Im Vergleich wirkt auf die Oberfläche eine deutlich höhere mechanische Abtragsleistung und verkürzt effektiv die Bearbeitungsdauer.
  
  
• Gegenüber dem chemischen Glätten werden keine aggressiven Chemikalien, wie Lösungsmittel, eingesetzt. Dadurch ist im Vergleich zum chemischen Glätten das Handling von CF Anlage gefahrlos, die Arbeitsabläufe einfacher und zeitsparend.
  Zudem sind Anschaffungs- sowie Betriebskosten einer Tellerfliehkraftanlage geringer. Zusammenfassend werden die Stückkosten der Serienproduktion reduziert.
  
  
• Manuelle Nacharbeit wird auf ein absolutes Minimum verringert – oder auch ganz vermieden. Das ist stark vom jeweiligen Anwendungsfall und Bearbeitungsanspruch abhängig. In der Regel entfallen 80% der Kosten des händischen Aufwands durch die wiederholgenaue, prozesssichere maschinelle Bearbeitung mit Tellerfliehkraft. Lediglich der allerletzte Schliff, zum Beispiel im Schmucksektor, erfolgt noch manuell.

Jedes Werkstück ist anders: Stellen Sie uns auf die Probe

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