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Nachbearbeitung Herausforderungen im Post-Processing

Autor / Redakteur: Ulrich Schamari / Simone Käfer

So schnell ein Bauteil per 3D-Druck auch gefertigt ist, ohne Nachbearbeitung kommen nur wenige aus. Doch diese birgt noch Innovationspotenzial.

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Auf einem Fachsymposium der VDMA-Arbeitsgemeinschaft Additive Manufacturing anfang des Monats standen die Probleme der Nachbearbeitung im Fokus.
Auf einem Fachsymposium der VDMA-Arbeitsgemeinschaft Additive Manufacturing anfang des Monats standen die Probleme der Nachbearbeitung im Fokus.
(Bild: VDMA)

Die Additive Fertigung von Werkstücken wird zunehmend als Teil einer Wertschöpfungskette gesehen. „Aus diesem Anspruch der Prozesskette heraus kommt natürlich auch das Ansinnen, sich um die Nachbearbeitung zu kümmern“, stellte Rainer Gebhardt von der VDMA-Arbeitsgemeinschaft Additive Manufacturing (AM) auf einem Fachsymposium in Frankfurt am Main fest, das sich mit der Nachbearbeitung und dem Finishing additiv gefertigter Bauteile befasste. Bereits vor dem eigentlichen Prozess der Produktion müsse sich der Anwender des AM-Verfahrens darüber im Klaren sein, ob sein so gefertigtes Werkstück durch Nachbearbeitung oder Veredelung die von ihm gewünschten Eigenschaften erlangen könne.

Auf Trennverfahren als Formen der Nachbearbeitung ging Sönke Krebber vom Sägemaschinenhersteller Kasto ein. Angesichts der Möglichkeit, dass Gesundheitsgefahren von den für den 3D-Druck benötigten Metallpulvern ausgehen, räumte er Schwierigkeiten ein: „Bei manchen Kunden können wir in metallische AM-Fertigungen tatsächlich nur in einem Ganzkörperstrumpf gehen – komplett mit Atemmaske und Filtern.“ Das seien natürlich Randbedingungen, die nicht funktionierten, wenn der Produktionsprozess zügig und automatisiert ablaufen solle.

Problemloser ist die Nachbearbeitung mit der Klopftechnik, die Peter Schenk von der Accurapuls GmbH als Oberflächenveredelung vorstellte. Diese Technik ist eine Kombination aus hochpräziser, computergesteuerter 3D-Regelung und dem historisch bekannten Verfahren des Festklopfens beziehungsweise Dengelns. Auf diese Weise wird die Oberfläche gehärtet und vor Verschleiß geschützt, weshalb Schenk die Verbindung zum Additive Manufacturing aufzeigte: „Wir denken, dass wir dort im Upgrade-Bereich und im Groß-Manufacturing eine gute Rolle spielen können.“

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Die Abstimmung von Pulver und Bearbeitungsschritten thematisierte Andreas Bauereiss von Heraeus. Der Konzern stellt sowohl Pulver für den 3D-Druck als auch Bauteile im AM-Verfahren her. Die Kundenwünsche beim Pulvereinkauf wertete Bauereiss durchaus kritisch: „Da scheint noch sehr viel historisch gewachsen zu sein, was die Pulverspezifikationen angeht.“ Hier bedürfe es einiger Denkanstöße, hinsichtlich der Planung der einzelnen Produktionsphasen bis hin zur Nachbearbeitung. Denn durch die Wahl des richtigen Pulvers könne man gerade in der Nachbearbeitung, die ja oft zwingend erforderlich sei, relativ viele Beschränkungen umgehen, die man sich ansonsten für die Prozesskette auferlegen müsse. Nur mit einer ganzheitlichen Prozesskette kann man zu einer optimalen additiven Bauteilfertigung kommen. Jonas Koch von der Rosswag GmbH erklärte dazu das Vorgehen seines Unternehmens: „Das Know-how, das wir durch die Werkstoffe in der Schmiede aufgebaut haben, wird auf die additive Technik übertragen.“ Deswegen sei man auch in die Metallpulverproduktion eingestiegen.

Eine Einschätzung der Einbindung von Additiver Fertigung in die industrielle Produktion gab Kristian Arntz von der Aachener Werkzeugbau Akademie. „Das Thema Nacharbeit ist da eine ganz zentrale Größenordnung“, stellte er fest. Es sei mit der Fragestellung der Prozessketten zu verknüpfen, denn es gehe darum, wie man solche Verfahren eigentlich in industrielle Prozessketten hineinbringe. Relevanz gewinne diese Problematik, weil Additive Manufacturing jetzt vielerorts im Zentrum des Interesses stehe. Der Erfolg dieser Produktionsmethode hänge maßgeblich auch von der Qualität der Post-Prozessschritte ab.

Einen wichtigen Beitrag hierzu leistet das elektrochemische Polieren von AM-Bauteilen. Olaf Böhme vom Münchener Metallveredeler Poligrat erläuterte zur Oberflächenbehandlung: „Wenn ich mechanisch hinkomme: Bestens! Alles wunderbar! Die Chemie und die Elektrochemie greifen dann, wenn mechanische Bearbeitungsverfahren nicht genügen.“ Chemische Verfahren hätten die angenehme Eigenschaft, die gesamte Oberfläche des Werkstückes zu erreichen.

* Ulrich Schamari ist freier Journalist aus 60320 Frankfurt

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