Eine perfekte, glatte Oberfläche ist eine der meist genannten Anforderungen unserer Kunden. In diesem Beitrag möchten wir aufzeigen, welche Technologien aber auch Nachbearbeitungen genutzt werden können, um die beste Oberfläche zu erhalten.
Was ist mit einer hohen Oberflächenqualität gemeint?
Wenn ein Kunde von einer hohen Oberflächenqualität spricht, kann dies verschiedenes bedeuten. In den meisten Fällen ist damit eine möglichst glatte Oberfläche gemeint. Konventionell werden Bauteile entweder spanend oder im Spritzguss gefertigt. Dadurch sind die Oberflächen in der Regel immer sehr glatt und weisen dadurch eine hohe Wertigkeit auf. Im 3D-Druck besitzen Bauteile in den meisten Fällen keine glatte Oberfläche, sondern sind rau oder es sind sogar die einzelnen Schichten zu sehen.
Eine weitere Anforderung an die Oberflächen kann die Homogenität, also Gleichmässigkeit, sein. Damit ist gemeint, dass auf der Oberfläche keine Unregelmässigkeiten sichtbar sind. Das Bauteil soll an allen Stellen gleich aussehen und dieselbe Haptik haben. Auch das ist im 3D-Druck nicht immer gegeben. Vor allem wenn Stützstrukturen eingesetzt werden, kann die Oberfläche nach dem Entfernen der Stützen eine andere Qualität haben, wie ohne Stützen.
Letztlich kann mit der Oberflächenqualität auch die Makellosigkeit gemeint sein. Vor allem, wenn es sich um Sichtbauteile handelt, dürfen auf der Oberfläche keine Fehler sichtbar sein.
Wie wird eine hohe Oberflächenqualität im 3D-Druck erreicht?
Nachdem nun die Begrifflichkeiten geklärt sind, möchten wir aufzeigen, wie diese Anforderungen an die Oberfläche im 3D-Druck erfüllt werden können. Eine hohe Oberflächenqualität kann entweder mit einer bestimmten Technologie, speziellen Materialien oder einer bestimmten Nachbearbeitung erzielt werden.
Die Technologie mit der besten Oberfläche – SLA
Eine Technologiegruppe, welche direkt gute Oberflächen liefert, sind die Harzverfahren. Diese Verfahren drucken mit Harzen, welche unter UV-Licht aushärten. Die gängigste Technologie ist dabei SLA, auch Stereolithographie genannt. Da dabei mit einer Flüssigkeit und Licht gearbeitet wird, sind die Oberflächen der gedruckten Bauteile von Haus aus sehr glatt und hochauflösend. Anders als bei den Extrusions- oder Pulverbettverfahren, ist diese Technologie nicht eingeschränkt durch die Düsen-, beziehungsweise Korngrösse. Die einzige Limitierung ist der Fokus des Lasers, welcher das Harz gezielt aushärtet. Damit sind Oberflächen direkt aus dem Drucker möglich, welche sehr nahe an Oberflächen aus dem Spritzguss oder dem Drehen/Fräsen kommen. Folgend ein paar Beispiele:
Mit Nachbearbeitung zur perfekten Oberfläche
Zum Teil ist die Fertigung in der SLA Technologie, aufgrund der Anforderungen, nicht immer möglich. Dann kann auf verschiedene Nachbearbeitungsmöglichkeiten zurückgegriffen werden, um dennoch eine hochwertige Oberfläche zu erhalten.
Eine der gängigsten Nachbearbeitungen ist dabei das chemische Glätten. Diese Nachbearbeitung wird bei Bauteilen eingesetzt, die mit einem Pulverbettverfahren (SLS, MJF oder SAF) hergestellt wurden. Dabei werden die Bauteile nach dem Druck in einer Kammer aufgehängt. Die Bauteile werden dann mit einem speziellen Dampf umströmt, welcher die Oberfläche des Materials ein wenig angreift. Dadurch wird kein Material abgetragen, sondern lediglich die „Berge und Täler“ auf der Oberfläche geebnet. Deshalb kann kann beim chemischen Glätten grundsätzlich auch davon ausgegangen werden, dass die Toleranzen und Dimensionen der Teile konstant bleiben. Ein weiterer Vorteil des chemischen Glättens ist die Versieglung der Oberfläche. Dies ist besonders hilfreich, wenn Bauteile dicht oder einfach zu reinigen sein müssen. Einzig bei sehr dünnen, feinen Bauteilen kann das Glätten ungünstig sein, da die Gefahr des Verformens besteht. Folgend ein paar Bilder von Bauteilen, welche chemisch Geglättet wurden:
Das chemische Glätten funktioniert übrigens auch bei einigen Materialien des Extrusionsverfahrens (FDM). Wenn also die Vorteile dieser Technologie gefordert sind, können die normalerweise sichtbaren Schichten, ebenfalls geglättet werden.
Es gibt noch weitere Nachbearbeitungsoptionen, um eine Oberfläche zu glätten. Diese sind jedoch meist nicht so effizient oder die Oberfläche wird nicht so glatt, wie bei den oben genannten Möglichkeiten. Durch das Trowalisieren oder Gleitschleifen werden Bauteile zum Beispiel zusammen mit einem Schleifmittel in einen rotierenden Behälter gegeben. Nach mehreren Stunden wird die Oberfläche dadurch Stück für Stück vom Schleifmedium geglättet.
Letztlich können grundsätzlich alle 3D gedruckten Bauteile auch gespachtelt, geschliffen und Lackiert werden. Durch das mehrfache Spachteln und Schleifen können so ebenfalls perfekte Oberflächen erreicht werden, die sich vor allem für Sichtbauteile eignen. Folgend ein Beispiel eines Kühlergrills, welcher gespachtelt und geschliffen wurde:
Sollten Sie also auch Bedarf an 3D-Druckteilen mit einer perfekten Oberfläche haben, können Sie uns entweder eine Individuelle Anfrage senden oder Ihre Bauteile direkt online bestellen.
