Postprocessing in der additiven Fertigung

Ohne Schutzanzug und Maske in die Nachbearbeitung

Ratmar Frömbgen hat Eneska Postprocess am Fraunhofer ILT im Einsatz. Die Bedienung ist stehend oder sitzend möglich. © Fraunhofer ILT

Für das sichere Nachbearbeiten von 3D-Druckerzeugnissen wird beim Fraunhofer ILT in Aachen seit Dezember 2020 das von Joke entwickelte System Eneska Postprocess eingesetzt. In dem robusten, geschlossenen Gerätesystem können wechselnde Anwender gefahrlos für sich und ihre Umgebung unterschiedliche Nachbearbeitungsschritte durchführen.

Eneska Postprocess wird beim Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT im Bereich Laser Powder Bed Fusion (LPBF) eingesetzt. Laser Powder Bed Fusion, auch Selective Laser Melting (SLM) genannt, zählt zu den bekanntesten additiven Fertigungsverfahren. Hierbei erfolgt der schichtweise Aufbauprozess durch Schmelzen von metallischen Pulvern mittels Laserstrahlung. Das Fraunhofer ILT hat mehr als 25 Jahre Erfahrung auf diesem Gebiet. Jasmin Saewe, Abteilungsleiterin LPBF, und ihr Team forschen derzeit unter anderem im Bereich der Anwendungsentwicklung. Darunter fällt auch die Nachbearbeitung der Bauteile, für die das System Eneska Postprocess im Einsatz ist.

„Wir forschen daran, bei der Fertigung mittels LPBF eine Verringerung der Stützstrukturen zu erreichen, um Material und Nachbearbeitungsschritte einzusparen. Aber eine Art der Nacharbeit wird immer stattfinden müssen“, erklärt Jasmin Saewe. „Je komplexer die Geometrie des Bauteils, umso mehr Pulverreste und Stäube können sich dann beim Postprocessing am Produkt verstecken“, erläutert die Abteilungsleiterin weiter. Diese setzen sich potenziell auf der Lunge ab und stellen eine Gefahr für den Anwender und seine Umgebung dar.

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Sicheres und einfaches Postprocessing

Beim Nachbearbeitungsprozess entstehen jedoch nicht nur lungengängige Pulver, Stäube oder Späne. Je nach Material und Bearbeitungsschritt kann es zu Funken bis hin zu Explosionen und Verpuffungen kommen. Die Nachbearbeitung in der geschlossenen Arbeitsstation von Joke Technology bietet Schutz davor. „Eneska Postprocess ist ein robustes, gut handelbares System, das von verschiedenen, sich abwechselnden Anwendern intuitiv bedient werden kann und maximale Sicherheit für die Person und die Umgebung gewährleistet“, erläutert Ratmar Frömbgen, der beim Fraunhofer ILT für die Nachbearbeitung der 3D-Druckerzeugnisse verantwortlich ist.

Und das ganz ohne ansonsten nötigen und lästigen Schutzanzug und Sauerstoffmaske. Der Anwender legt einfach das zu bearbeitende Druckerzeugnis in das Gerätesystem ein, greift in die Ärmel mit Handschuhen, die ins Innere der Arbeitsstation führen, wählt das für den Arbeitsschritt geeignete und im Gerät hinterlegte Werkzeug aus und verfolgt sein Tun über eine große Glaskuppel, die beste Sicht auf das Bauteil gewährleistet. „Beim Fraunhofer ILT nutzen wir Eneska Postprocess vor allem für die Supportentfernung und die Befreiung von Restpulver. Oberflächenbearbeitung und -finish sind ebenfalls möglich, werden aber hier im Institut nur in geringerem Umfang ausgeführt“, erläutert Ratmar Frömbgen. Zu den nachzubearbeitenden Werkstoffen am Fraunhofer ILT gehören nahezu alle Metalle und verschiedene Legierungen, wie etwa Stähle, Aluminiumlegierungen, Titan oder auch Kupfer.

Das positive Feedback von Jasmin Saewe und Ratmar Frömbgen freut Jürgen Meyer, Entwicklungsleiter bei Joke Technology: „Ziel der Entwicklung unseres Eneska Postprocess war es, eine sichere Arbeitsumgebung zu schaffen, sowohl für den, der das Postprocessing macht, als auch für all jene, die sich in der direkten Umgebung aufhalten. Gleichzeitig sollte die Station ausreichend Möglichkeiten bieten, sämtliche Arbeitsschritte in ihr zu erledigen, und dies bei maximaler Freiheit, den Arbeitsplatz den eigenen Bedürfnissen anzupassen.“

Die Kooperation zwischen Joke Technology und dem Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT ist für beide Seiten gewinnbringend. So können dank des permanenten Austauschs und des gezielten Feedbacks Anpassungen und neue Entwicklungen auf den Weg gebracht werden. Zum Beispiel, wenn es um die Nachbearbeitung neuer Materialien geht. „Wir sind permanent dabei, Eneska Postprocess den sich ständig weiter entwickelnden Anforderungen in der Nachbearbeitung der 3D-Druckerzeugnisse anzupassen“, erläutert der Vertriebsleiter von Joke Technology, Carsten Schütz.

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