Stützstrukturen erleichtern die Nachbearbeitung - additive

Dünnwandige 3D-Druckteile aus Metall schneller und genauer fräsen

Stützstrukturen erleichtern die Nachbearbeitung

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Mithilfe spezieller Stützstrukturen wollen Fraunhofer IPT und ILT die Nachbearbeitung von 3D-Metalldruckteilen erleichtern. Bild: Fraunhofer IPT
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Additiv gefertigte Metallteile bedürfen oft einer Nachbearbeitung durch Fräsen oder Schleifen. Gerade beim Fräsen dünnwandiger Bauteile kommt es oft zu Schwingungen, die zu Lasten der Genauigkeit und Bearbeitungsdauer gehen. Wie sich diese mit speziellen Stützstrukturen verhindern lassen, zeigen die Fraunhofer-Institute IPT und ILT auf der Farnborough International Airshow am Beispiel der Fertigung von Triebwerkskomponenten.

Metallische Bauteile, die additiv durch selektives Laserschmelzen (Selective Laser Melting; SLM) hergestellt werden, sind in der Regel mit zusätzlichem Aufmaß konzipiert, um die Funktionsflächen anschließend durch Fräsen nachzubearbeiten. Denn nur so ist gewährleistet, dass am Ende alle Toleranzen und Qualitätsanforderungen an die Oberfläche eingehalten werden können. Gerade dünnwandige Bauteile können jedoch durch die Zerspan- und Abtragoperationen derart in Schwingung versetzt werden, dass ihre Oberflächenqualität darunter leidet oder die Komponente sogar unbrauchbar wird.

Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT und das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT aus Aachen erweitern das Design des additiv zu fertigenden Bauteils deshalb um Stützstrukturen, die die Steifigkeit der labilen Bereiche erhöhen und Schwingungen reduzieren. Diese Stützelemente lassen sich im Zuge der Oberflächenbearbeitung mit vergleichsweise wenig Aufwand entfernen. Bauteile, die auf diese Weise stabilisiert werden, können damit in kürzerer Zeit bei höherer Qualität und mit geringerem Werkzeugverschleiß hergestellt werden.

Das neue Konzept für die additive und spanende Fertigung wird auf der Farnborough International Airshow (16. bis 22. Juli 2018 in Farnborough bei London) erstmals vorgestellt. Die beiden Fraunhofer-Institute bieten interessierten Projektpartnern nun an, gemeinsam mit ihnen neue Geometrien für entsprechende Stützstrukturen zu untersuchen und weiter zu entwickeln.

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT
www.ipt.fraunhofer.de

Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
www.ilt.fraunhofer.de

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