Rotationsflächenschleifer tragen dazu bei, die Oberflächenerneuerung der Bauplatte zu optimieren

27. Januar 2022

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Bei einer Reihe additiver Metallfertigungsverfahren muss das Teil nach der Fertigstellung von der Bauplatte abgeschnitten werden. Sämtliche Metallreste, die zwischen den einzelnen Bauvorgängen auf der Bauplatte zurückbleiben, müssen entfernt werden und die Bauplatte muss vollständig eben und korrekt strukturiert sein, bevor das nächste Teil additiv gefertigt wird. In der Serienproduktion könne es dadurch oft zu Engpässen kommen, erklärt DCM Tech Inc, ein Hersteller von Rotationsmühlen mit Sitz in Winona, Minnesota, USA.

Da das Metallteil mit der Bauplatte „verschweißt“ ist, wird es normalerweise mit einem Elektroerosionsdraht (EDM) oder einer Bandsäge entfernt. Bei diesen Ansätzen wird jedoch eine dünne Schicht der Bauplattenoberfläche entfernt und deren Dicke schrittweise verringert, bis sie nicht mehr verwendbar ist. Die meisten Schnitte sind auch nicht ganz flach oder eben.

Eine Alternative besteht darin, nahe am Teil zu schneiden, dabei bleibt jedoch Material übrig, das später entfernt werden muss. Bei EDM und Bandsägen kann der Prozess Stunden dauern und harte Materialien wie Inconel neigen zur Kaltverfestigung, was die Schwierigkeit noch erhöht. Manche Betriebe lösen das Problem sogar mit einer CNC-Fräsmaschine, allerdings kann dies auch Stunden dauern und die Verfügbarkeit der Ausrüstung für die eigentliche Produktion einschränken. Außergewöhnlich harte AM-Materialien wie Inconel und Titan verlängern die erforderliche Fräszeit zusätzlich.

Eine effizientere Alternative, erklärt DCM, nutzt fortschrittliche Präzisions-Flächenschleifmaschinen, um unerwünschtes Restmaterial mit einer großen rotierenden Schleifscheibenoberfläche zu entfernen. Diese Technologie wird seit langem in der Metallbearbeitung und beim Glasschleifen eingesetzt, um perfekt ebene, parallele Oberflächen zu erzeugen. Die Ausrüstung ist ideal für den AM-Prozess geeignet und entfernt schnell und präzise alle Metallreste von der Oberfläche der Bauplatte und bringt sie wieder in die präzisen Abmessungen.

Die fortschrittlichsten Geräte bieten sogar eine Automatisierung, die es auch nur minimal erfahrenen Bedienern ermöglicht, sie einzurichten und sich dann um andere Aufgaben zu kümmern. Dieser umfassende Ansatz trägt dazu bei, die Oberflächenerneuerung der Bauplatte exponentiell zu beschleunigen, die AM-Produktion zu steigern und die Qualität zu verbessern.

„Mit fortschrittlichen rotierenden Oberflächenschleifern ist unser Prozess zur Oberflächenerneuerung von AM-Bauplatten deutlich effizienter, präziser und flexibler. Die Einbindung der Einheiten in unseren Prozess wird uns dabei helfen, das erwartete hohe Wachstum im AM-Markt zu bewältigen“, erklärte Doug Hedges, CTO von Beehive3D. Inc, Deerfield Beach, Florida, USA, ein AM-Anbieter für die Märkte Luft- und Raumfahrt, Verteidigung und Turbinen.

Laut Hedges ist es bei der Laser Beam Powder Bed Fusion (PBF-LB) von Beehive3D von entscheidender Bedeutung, die Oberfläche der Bauplatte vor der Wiederverwendung auf präzise Prozesstoleranzen zu bringen. „Auf der Bauplatte befinden sich nicht nur Metallreste, sondern auch Teile der Bauplatte können sich verbiegen oder verformen, so dass sie nach jedem Gebrauch erneuert werden muss, um sie flach und parallel zu halten“, fügte er hinzu.

Fortschrittlichere Einheiten, wie die der IG-Serie von DCM Tech, bieten Schleifen mit variabler Geschwindigkeit sowie Automatisierung und Steuerung, die es praktisch jedem Bediener ermöglichen, eine Einheit erfolgreich zu verwalten. Diese Einheiten können den ersten Kontakt zwischen der Schleifscheibe und der Bauplatte steuern, der in der Vergangenheit vom Bediener gesteuert werden musste. Fortschrittliche Sensortechnologie erkennt Vibrationen und kann den Druck des Spindelmotors und die Geschwindigkeit, mit der er das Rad auf die Bauplatte bewegt, automatisch feinabstimmen. Wenn die Maschine erkennt, dass die Schleifscheibe die Bauplatte berührt, beginnt sie automatisch mit dem Schleifzyklus.

Ein Aspekt, der die Produktion beschleunigt, ist die Fähigkeit des Bedieners, extrem hartes Restmaterial wie Inconel oder Titan von Bauplatten zu schleifen. Dies erfordert in der Regel die Zusammenarbeit mit einem Fachhändler, der die Schleifmittel des Flächenschleifers auf verschiedene Arten von Metallen und Legierungen sowie auf die für die Bauplatte verwendeten Materialien abstimmen kann.

Beehive3D verwendet derzeit an einigen seiner Standorte rotierende Flachschleifmaschinen der DCM Tech IG-Serie und hat Pläne geäußert, in Zukunft weitere hinzuzufügen. Hedges hat erklärt, dass Beehive3D Wert darauf gelegt hat, mit einem Anbieter zusammenzuarbeiten, der den Rotationsflächenschleifer an die spezifischen Anforderungen des Unternehmens anpassen kann.

„Die Verwendung der richtigen Schleifmittel und Vorschubgeschwindigkeiten kann die Endbearbeitungszeit verkürzen und einen effizienten, wiederholbaren Prozess ermöglichen. Die Zusammenarbeit mit einem Experten für den Einsatz von Schleifmitteln wie DCM Tech gibt uns die Flexibilität, die wir benötigen, um eine Reihe von Metallresten wie Aluminium, Titan usw. effizient zu entfernen. und Inconel von den Bauplatten“, erklärte er.

Wichtig ist auch die Möglichkeit, die Parameter während des Schleifzyklus zu ändern, um sowohl das additiv gefertigte Metall/die additiv gefertigte Legierung als auch das für die Bauplatte verwendete Material zu verarbeiten. Die Materialeigenschaften der Baureste und der Bauplatte sind sehr unterschiedlich, daher muss sich der Rotationsschleifer bei Kontakt jeweils entsprechend anpassen. Sobald der Schleifer das Restmaterial des Teils durchschneidet und die eigentliche Platte erreicht, muss das Schleifmittel völlig anders arbeiten. Die Rotationsmühlen machen diesen Übergang automatisch.

„Im Gegensatz zu Maschinen älterer Bauart erfordern die fortschrittlichen Rotationsschleifmaschinen keine ständige Eingabe oder Überwachung durch den Bediener. Dies ermöglicht dem Bediener Multitasking und minimiert das Fehlerrisiko“, schloss Hedges.

www.beehive3d.com

www.dcm-tech.com

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