additive 1.2019

Promotion
mav Innovationsforum 2019
Herausforderungen
im Fertigungsprozess
können durch
ein intelligentes
Teiledesign bewältigt
werden.
Bild: Protolabs
schicht aufgetragen und der Laser
beginnt erneut mit der Aufschmelzung.
Dieser Prozess wird schichtweise
wiederholt, bis das Bauteil
fertiggestellt ist.
Zum Schluss werden die Teile aus
dem Pulverbett entpackt und gereinigt,
um loses Pulver zu entfernen.
Anschließend werden sie einer
Wärmebehandlung unterzogen,
während sie weiter durch Stützkonstruktionen
fixiert sind, um
Spannungen abzubauen. Zuletzt
werden die Bauteile von der Plattform
genommen, die Stützkonstruktionen
entfernt und zur finalen
Bearbeitung verschliffen und
sandgestrahlt. Die finalen Bauteile
verfügen über eine Dichte von fast
100 %.
Herausforderungen im
Prozess
Im DMLS-Prozess müssen die
Stützstrukturen bzw. Supports berücksichtigt
werden. Diese sind
unabdingbar, denn die Bauteile
Bild: Protolabs
müssen fest mit einer Trägerplattform
verbunden sein, um neu aufgeschmolzene
Flächen zu unterstützen.
Grund dafür ist, dass die
im Prozess entstehende Wärme
von bis zu 1.660 °C über die Stützen
abgeleitet werden muss. Die
Wärme führt beim Material zudem
zu internen Spannungen. Die
Stützstrukturen halten diese Spannungen
während des Fertigungsprozesses,
um Verformungen der
Bauteile während des Prozesses zu
vermeiden oder zu reduzieren.
Durch eine gute Designpraxis können
Stützstrukturen auf ein Minimum
reduziert werden, um Material,
Zeit und Kosten zu sparen.
Im Fertigungsprozess gibt es weitere
Herausforderungen, denn es
müssen geometrische Rahmenbedingungen
eingehalten werden,
um ein ideales Design zu erzielen.
Die Wandstärken dürfen beispielsweise
einen Millimeter nicht unterschreiten,
denn je dünner die
Wandstärke ist, desto weniger
hoch kann gebaut werden. Der
Eine DMLS-Maschine
besteht
aus einem Drei-
Kammersystem.
Grund ist, dass die Leistung und
Wärme bei der Aufschmelzung
nicht mehr abgeführt werden können
und das Material dadurch
nicht mehr sauber baut. Um daraus
resultierende Baufehler und
Lochbildungen zu vermeiden, sollte
das Minimum der Wandstärke
unbedingt eingehalten werden.
Auch erhabene und vertiefte Details
sollten mindestens 0,5 mm
hoch bzw. tief und breit sein, um
klare Abbildungen oder Beschriftungen
zu erhalten bzw. scharfe
Kanten darzustellen.
Auch Hohlräume können mit dem
Fertigungsverfahren hergestellt
werden. Diese sind prozessbedingt
immer mit Pulver gefüllt, welches
am Ende wieder abgeführt werden
muss. Dafür werden Austrittslöcher
mit mindestens Ø 4,0 mm bei
einem Austrittsloch und Ø 2,0 mm
bei zwei oder mehreren Austrittslöchern
benötigt.
Die Herausforderungen, die der
Fertigungsprozess mit sich bringt,
können durch ein intelligentes Teiledesign
bewältigt werden. Aufgrund
dessen stehen die
3D-Druck-Spezialisten von Protolabs
jederzeit bereit, um mit Interessierten
das individuell optimale
Design für ihre Bauteile zu diskutieren
und
■
umzusetzen.
Proto Labs GmbH
www.protolabs.de
additive März 2019 77