3D-Druck Nachbearbeitung

Annina Schopen,

Stützmaterial prozesssicher und automatisiert entfernen

Photopolymere ermöglichen den 3D-Druck hochpräziser Komponenten mit filigranen Strukturen in Industriequalität. Für das automatisierte Entfernen des Stützmaterials steht mit der C1 von AM Solutions nun auch eine Nachbearbeitungslösung für die Industrie zur Verfügung.

Ein auf das eingesetzte Photopolymer abgestimmter Compound sorgt laut AM Solutions im Zusammenspiel mit mechanischen und thermischen Effekten für eine zuverlässige Entfernung des Stützmaterials. © AM Solutions

Ob hochpräzise Funktionsbauteile, Designobjekte mit feinsten Strukturen oder detailgetreue Prototypen, mit Photopolymeren lassen sich industrielle 3D-Komponenten in hoher Vielfalt und Qualität drucken. Industriestandards auch bei der Nachbearbeitung der additiv gefertigten Teile zu erfüllen, stellte die Hersteller bisher jedoch vor Herausforderungen. Denn die Entfernung des Stützmaterials erfolgt üblicherweise manuell. Dieser nicht reproduzierbare Prozess erfordert einerseits einen hohen Aufwand, andererseits besteht die Gefahr einer Beschädigung der Teile.

Die C1 wurde speziell für die automatisierte Entfernung von Stützstrukturen 3D-gedruckter Teile aus Photopolymeren entwickelt. © AM Solutions

Für Abhilfe soll nun die neue C1 von AM Solutions, dem auf Nachbearbeitung und Oberflächenfinish additiv gefertigter Teile spezialisierten Geschäftsbereich der Rösler Oberflächentechnik, sorgen. Die kompakte Plug-and-Play-Maschine, für deren Betrieb lediglich ein 230-V-Stromanschluss erforderlich sei, wurde für die automatisierte und überwachte Nachbearbeitung von 3D-gedruckten Photopolymer-Komponenten entwickelt. Für die Entfernung des Stützmaterials an geometrisch unterschiedlichen Bauteilen seien in der Anlagensteuerung bereits verschiedene Bearbeitungsrezepturen hinterlegt. Außerdem können Anwender bauteilspezifische Programme individuell konfigurieren und abspeichern. Es können laut Hersteller Druckobjekte mit Dimensionen von bis zu 340 x 440 x 170 mm bearbeitet werden.

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Abgestimmter Compound sichert Nachbearbeitungsergebnis

Für die Bearbeitung werden die Teile in einem Korb platziert und darin in das mit einem auf das Druckmaterial abgestimmten Compound befüllten Tauchbad der Anlage abgesenkt. Nach der Auswahl der passenden Rezeptur startet der Bearbeitungsprozess. Dieser basiert auf chemischen, thermischen und mechanischen Effekten. Dabei soll das Zusammenspiel dieser Wirkmechanismen dafür sorgen, dass das Stützmaterial selbst aus filigransten Strukturen und feinsten Bereichen prozesssicher, zuverlässig und bauteilschonend entfernt wird. Darüber hinaus sei die Nachbearbeitung im Vergleich zu marktüblichen Lösungen signifikant schneller, so das Unternehmen.

Im Gegensatz zum häufig für diese Aufgabenstellung eingesetzten, leicht flüchtigen und brennbaren Isopropanol seien die von AM Solutions eingesetzten Bearbeitungsmedien außerdem kein Gefahrgut und gemäß Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP) nicht einstufungs- und kennzeichnungspflichtig.

Stabile und wirtschaftliche Prozesse durch integrierte Überwachung

Außerdem verspricht das Unternehmen optimierte Prozesssicherheit und verringerte Betriebskosten durch verschiedene Ausstattungsdetails der neuen C1. Dazu zähle eine sensorische Füllstandsüberwachung, die bei Unterschreiten des definierten Sollwerts automatisch Compound aus einem in der Anlage platzierbaren Behälter nachdosiert. Ein integriertes, herausnehmbares Abschöpf-beziehungsweise Überschwemmsieb ermögliche, dass abgelöstes, gelartiges Stützmaterial aus dem Compound ausgetragen werde. Die Standzeit des Bearbeitungsmediums verlängere sich dadurch merkbar.

Darüber hinaus informiere ein ebenfalls integrierter Sättigungssensor über einen erforderlichen Wechsel des Compounds. Dies soll einen zu frühen Austausch verhindern, der unnötige Kosten und Anlagenstandzeiten verursache, ebenso wie einen zu späten, der zu Lasten der Bearbeitungsqualität gehe.

Außerdem biete die C1 alles für den Einsatz in einer vernetzten und digitalen Fertigung. Wesentliche Prozessparameter wie beispielsweise Temperatur, Behandlungszeit und der Verlauf der Sättigung des Mediums werden durch einen Datenlogger kontinuierlich erfasst und können über eine USB-Schnittstelle gespeichert werden. Die in der Industrie geforderte Qualitätssicherung, Reproduzierbarkeit und Nachverfolgbarkeit seien damit auch bei der Nachbearbeitung additiv gefertigter Komponenten Realität.

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