Vorbehandlung und Reinigung der Rapid Prototyping Werkstücke

Viele Rapid Prototyping Bauteile werden heute aus Kunststoffen gefertigt. Aufgrund ihres günstigen Verhältnisses von Festigkeit zu Dichte und ihrer kostengünstigen Verarbeitbarkeit haben Kunststoffe Metalle in vielen Anwendungsbereichen verdrängt.

Den genannten Vorteilen stehen aber auch gewisse Nachteile gegenüber. Dies gilt insbesondere für die Oberflächeneigenschaften einiger Kunststoffsorten. So genügen Kunststoffe oft nicht den dekorativen Anforderungen oder sind einem Verschleiß durch Reibung und Gebrauch nicht dauerhaft gewachsen. Diese Nachteile können durch eine metallische Beschichtung der durch Stereolithografie oder Lasersintern erzeugten Rapid Prototyping Werkstücke ausgeglichen werden.

Der Haftungsverbund zwischen metallischer Beschichtung und Rapid Prototyping Werkstück ist bei unbehandelten Bauteilen oft ungenügend. Dies liegt an den unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Metall und Kunststoff, an den anhaftenden Verunreinigungen auf der Bauteiloberfläche und der stark unterschiedlichen Oberflächenenergie von Metall und den bei der Stereolithographie und beim Lasersintern verwendeten Kunststoffen. Rapid Prototyping Bauteile haben in der Regel eine niedrige spezifische Oberflächenenergie.

Dies verhindert eine Benetzung der abgeschiedenen Metallschicht bei der Bedampfung mit Metall und vermindert die Grenzflächenhaftung zwischen dem Rapid Prototyping Werkstück und der metallischen Beschichtung. Um eine ausreichende Haftung zwischen dem Rapid Prototyping Werkstück und der Schicht zu erreichen, eignete sich vor allem eine Verfahrenskombination aus:

• Reinigung der durch Stereolitographie hergestellten Bauteile von Verunreinigungen
• Erhöhung der Oberflächenenergie der durch Lasersintern gebauten Rapid Prototyping Werkstücke