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Die Nachbearbeitungsmethode und Prozessanalyse von 3D-gedruckten Teilen

3D-gedruckte Teile sind normalerweise nicht bereit, direkt vom Drucker gesendet zu werden. Im Allgemeinen muss es, wie die meisten hergestellten Teile, vor dem Versand einen oder mehrere Nachbearbeitungsschritte durchlaufen. Diese reichen vom Schleifen und Trommeln bis hin zum Zerspanen und Elektropolieren. Was sind also die spezifischen Methoden zur Bearbeitung von Teilen nach dem 3D-Druck? Der Redakteur von Xianji.com führt Sie zum Lernen.

1. Sandstrahlen.

Dieses Verfahren wird häufig für die Nachbearbeitung von Kunststoff- und Metallteilen verwendet, die durch ein Pulverbett-Fusionsverfahren 3D-gedruckt werden. So werden beispielsweise alle durch selektives Lasersintern (SLS) hergestellten Bauteile strahlgestrahlt, um überschüssiges, am Werkstück haftendes ungesintertes Pulver zu entfernen.

Das Strahlstrahlen wird normalerweise in einem geschlossenen Schrank durchgeführt, der mit Luftdüsen und Handschuhen durch die Schrankwand ausgestattet ist. Druckluft wird mit Schleifmitteln wie sandähnlichen Glasperlen vermischt und direkt auf das Teil geschossen.

Unterschiedliche Medien führen zu unterschiedlichen Ergebnissen. Glasperlen erzeugen eine raue Oberfläche und können zum Reinigen und Vorbereiten von Malflächen verwendet werden. Das Keramikmedium erzeugt winzige Dellen, wodurch sich die Teile glatt anfühlen. Kleine Metallkugeln werden zum Kugelstrahlen von Metallteilen verwendet, um ungesinterte Materialien zu entfernen und die mechanischen Eigenschaften feiner Teile durch Glätten der Oberfläche zu verbessern.

Derzeit gibt es keine Sandstrahlmethode, die 3D-gedruckte Teile ohne manuelle Eingriffe (z. B. Schleifen) in einen vollständig polierten Zustand bringen kann.

2. Schleifen und Trommeln von Medien.

In vielen Fällen besteht das Ziel der Nachbearbeitung darin, Teile oder Teilemerkmale zu glätten oder zu polieren. Das Rollen von Schleifpapier und Schleifmitteln ist eine typische Methode zur Reduzierung der Oberflächenrauheit.

Es gibt viele Schleifpapiersorten, je nach Größe und Anzahl der Sandpartikel. Je niedriger der Wert, desto rauer ist das Schleifpapier. Zum Beispiel kann das Schleifen bis zu einem Finish, das dem Polieren nahe kommt, mit Schleifpapier mit 300er Körnung beginnen, das während des Nassschliffs (Schliff unter fließendem Wasser) aufgetragen wird. Von dort aus verwenden die Bediener nach und nach feineres Sandpapier: 600, 800, 1,200 und schließlich 2,000+ grober Sand.

Es ist wichtig zu beachten, dass das Schleifen ein manueller Prozess ist und die damit verbundenen Kosten (hauptsächlich Arbeit) den Preis des Teils übersteigen können.

Die Nachbearbeitungsmethode und Prozessanalyse von 3D-gedruckten Teilen

Media-Tumbling ist eine weitere Schleifmethode. Im Gegensatz zum Schleifen handelt es sich um eine automatisierte Technologie. Die Trommelausrüstung ist ein vibrierender Kunststoffeimer, ein Keramikeimer oder ein Metallmedium. Ihre Größe und Geometrie variiert je nach Fertigteil. 3D-gedruckte Teile mit Trommelmedien haben normalerweise ein glattes oder satiniertes Aussehen.

Der Nachteil des Materialumwälzens besteht darin, dass es je nach Medienbedingungen dünne Wände oder empfindliche Elemente beschädigen und einige Teile verfärben kann. Und wie beim Schleifen erfordert das Schleifen eines Teils auf ein Poliermedium normalerweise mehrere Schritte und Arbeitsgänge.

3. Kunststoff färben.

Bei Verwendung eines Pulverbett-Fusionsprozesses wie SLS zum 3D-Drucken von Teilen aus Nylon sind die Teile weiß oder natur. Sie zu färben ist eine relativ einfache Möglichkeit, ihr Aussehen zu verändern und sie einzigartig zu machen.

Beim Färben werden Säurefarbstoffe in einem heißen Wasserbad gemischt. Da viele Teile gleichzeitig in Wasser getaucht werden können, ist das Färben eine kostengünstige Nachbearbeitungsmöglichkeit.

Aufgrund der Vielseitigkeit von Pigmenten in verschiedenen Anwendungen sind bisher schwarze Teile, die eingefärbt werden, am häufigsten. Schwarz kann dem Erscheinungsbild ein einheitliches Aussehen verleihen, wobei die Farbstoffe einiger Farben aufgrund von Sättigung und Belichtung von Charge zu Charge variieren können.

Da Nylonteile fest sind, dringt der Farbstoff nicht vollständig ein. Dies bedeutet, dass bei starken Kratzern oder Schnitten die natürliche Farbe des Nylons sichtbar ist.

4. Nachbearbeitung.

Die maschinelle Bearbeitung wird am häufigsten für 3D-gedruckte Metallteile verwendet, die bestimmte Oberflächen oder Toleranzen erfordern. Bei der Bearbeitung werden normalerweise manuelle oder CNC-Fräser verwendet, um Material durch Bohrer, Schaftfräser oder andere Schneidwerkzeuge zu entfernen.

Nachbearbeitete Teile profitieren von verbesserten mechanischen Eigenschaften, da ihre durchgehend glatte Oberfläche weniger Mikrospannungspunkte aufweist. Die Nachbearbeitung ist jedoch in der Regel teuer und erfordert benutzerdefinierte Einstellungen und Testläufe.

5. Der Dampf ist glatt.

Dieses berührungslose Verfahren nutzt die Materialunverträglichkeit aus. Aceton löst beispielsweise ABS-Kunststoff auf, da diese Materialien chemisch inkompatibel sind. Bei richtiger Steuerung verflüssigt der Aceton-Dampfglättungsprozess nur das Äußere des ABS-3D-Drucks und stoppt die Auflösung, bevor die Teile beschädigt werden.

Wie bei der maschinellen Bearbeitung kann das Dampfglätten die mechanischen Eigenschaften und das Aussehen von Teilen verbessern. Es kann auch poröse Materialien versiegeln, die wasserundurchlässig sind.

Einer der Nachteile des Dampfglättens besteht darin, dass es spröde Teile denaturiert. Nach Abschluss des Vorgangs können diese Funktionen abgerundet werden.

6. Elektrolytisch poliertes Metall.

Diese Technologie kann die Oberflächenrauheit reduzieren und die Helligkeit erhöhen. Dabei wird das Material in eine leitfähige Lösung getaucht und die Ionen des Materials von der Oberfläche entfernt, was die Glätte erhöht.

Das Elektropolieren ist in der Regel der letzte Schritt des Polierens, da nur sehr feine Materialschichten entfernt werden können. Bestimmte Prozesse polieren Teile kräftig, um scharfe Ecken und subtile Teile zu entfernen.

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