Verminderung der Rauheit von lasergesinterten Rapid-Prototyping Bauteilen durch angepasste Strahlverfahren

Lasergesinterte Prototypen, erzeugt durch Rapid Prototyping Verfahren sind heute ein unentbehrliches Werkzeug innerhalb des Produktentwicklungsprozesses. Sie dienen zur Beurteilung der Qualität einer technischen Lösung. Auch die optische und haptische Qualität der durch lasersinter -Verfahren erzeugten Werkstückoberflächen ist bisher ungenügend.

Diese ungenügende Oberflächengüte mindert die Anmutung des durch Rapid Prototyping Verfahren erzeugten Prototyps und schränkt damit die Einsatzgebiete ein. Um die Einsatzgebiete eines RP-Werkstücks voll auszuschöpfen oder gar in den Bereich von Kleinstserien zu erweitern, ist eine Verbesserung der Rauheit der Oberflächengüte notwendig.

Bei den heute verbreiteten Verfahren des Lasersinterns in Polyamid liegt die Höhe einer einzelnen Baustufe bei etwa 50 µm. Da dieser Wert aufgrund der durchschnittlichen Korngröße des verwendeten PA-Pulvers nicht mehr nennenswert verringert werden kann, müssen die RP-Werkstücke vor ihrem Einsatz an der Oberfläche behandelt werden.

Einebnung von lasergesinterten Rapid Prototyping Bauteilen

Durch die mechanische Oberflächenbehandlung mittels Strahlen wird die Profiltiefe in entscheidendem Maß beeinflusst. Beträgt die durchschnittliche Profiltiefe im Ausgangszustand (AZ) in etwa 80 µm bis 110 µm, so lässt sich durch eine Strahlbehandlung die Profiltiefe – im ungünstigsten Fall - auf weniger als ein Drittel des Ausgangswertes reduzieren.

Verminderung der Rauheit lasergesinterter Baugruppen

Die mechanische Oberflächenbehandlung mittels Strahlen übt einen entscheidenden Einfluss auf die Rauheitswerte der Rapid Prototyping Werkstücke aus. Deutlich zu erkennen ist, dass alle Strahlmittel eine Reduzierung der Rauheitswerte hervorrufen. Die Rauheitswerte Ra und Rz verbessern sich auf ein Drittel des Ausgangswertes.

Ergebnisse des Strahlens lasergesinterter Rapid Prototyping Bauteile

Im Rahmen der Untersuchungen zur mechanisch abtragenden Nachbearbeitung mittels Strahlens kann gezeigt werden, dass sich die Rauheit und die Baustufen der RP-Werkstücke mit dieser Methode deutlich einebnen lassen. Profiltiefenmessungen des Oberflächenprofils belegen, dass die Profiltiefe Werte von weniger als 10 % des Ausgangswertes im unbehandelten Zustand annehmen kann.