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Vortrag

WEB Oberflächenfinish Additiv gefertigter Bauteile mit Plasma-elektrolytischem Polieren

Donnerstag (14.05.2020)
15:05 - 15:20 Uhr Raum 2
Bestandteil von:


Additive Manufacturing (AM) gilt als disruptive oder Schlüsseltechnologie. Viele industrielle Anwendungen erfordern Teile aus metallischen Werkstoffen und folglich oft pulverbasierte Prozesse. Während diese AM (SLM, EBM, DMD)-Prozesse immer zuverlässiger werden und sich die erreichbare Genauigkeit in Richtung industrieller Anwendbarkeit verlagert, ist die erreichbare Oberflächenqualität immer noch unzureichend. Diese prozessbedingte Herausforderung basiert auf dem teilweisen Schmelzen und/oder Agglomerieren von Pulver an der Außenseite des Schmelzbades und des Teils, was zu hohen Rauheitswerten im Bereich von 10 µm ≤ Ra ≤ 30 µm führt. In Kombination mit AM-spezifischen komplexen Konstruktionen (d.h. "complexity for free" Herangehensweise) und der daraus resultierenden Unzugänglichkeit vieler Oberflächen für z.B. spanende Werkzeuge, ist die Oberflächenverbesserung auf akzeptable Werte von Ra ≤ 2 µm schwierig.

In diesem Zusammenhang ist es zum Einen wichtig, die gesamte AM-Prozesskette von der Konstruktion bis zum Geometrie- und Oberflächenfinish zu betrachten, um das Potential der AM vollumfänglich zu nutzen, zum Anderen sind entsprechende Fertigungsverfahren weiterzuentwickeln und anzupassen. Im Rahmen des Vortrags wird auf Herausforderungen und Lösungsansätze am IMKF eingegangen.

Das kürzlich entwickelte Plasma-elektrolytische Polieren (PeP-Verfahren) basiert auf einer hohen Gleichspannung, die zwischen einem Teil und einem wässrigen Elektrolyten angelegt wird, und der folgenden Erzeugung einer Plasmahülle. Hier finden elektrochemische und Plasmareaktionen statt. Es erfordert kein formgebundenes Werkzeug und kann ausgehend von gefrästen Teilen eine Oberflächenqualität von Ra ≤ 0,02 µm erreichen. Aufgrund seiner Lokalisierung auf der Basis der Stromdichte in Richtung von Mikrospitzen ist es derzeit jedoch nicht effizient, um große Welligkeiten zu entfernen. Die Professur analysiert die Fähigkeiten von PeP an AM-Teilen aus SLM-Metall und zeigt hier aktuelle Ergebnisse und laufende Forschung. Wie gezeigt werden kann, ist PeP ein geeignetes Verfahren zum Fertigbearbeiten von AM-Teilen und trägt zu einer engen Toleranzkette bei, die es ermöglicht, die additive Fertigung komplexer Metallteile für den allgemeinen industriellen Einsatz weiter voranzutreiben.

Sprecher/Referent:
Prof. Dr.-Ing. Henning Zeidler
TU Bergakademie Freiberg
Weitere Autoren/Referenten:
  • Dr. Falko Böttger-Hiller
    Beckmann-Institut für Technologieentwicklung e.V.

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Präsentation PeP-68-B1-1_Zeidler Oberflächenfinish Additiv gefertigter Bauteile mit Plasma-elektrolytischem Polieren 14 MB Download