Formnext 2023

Additive Technologien bieten im Vergleich zu klassischen, subtraktiven Bearbeitungsverfahren einige Vorteile, liefern aber in der Regel nur Halbfertigprodukte, da die Oberflächenqualität der additiv gefertigten Bauteile oft unzureichend ist oder Stützstrukturen entfernt werden müssen. Daher erfolgt die finale Wertschöpfung durch die Nachbearbeitung. Dafür stehen je nach Material und Funktions- und Qualitätsanforderungen verschiedene Technologien zur Nachbearbeitung der Bauteiloberfläche zur Auswahl.

Forschende des Fraunhofer-Verbundes Produktion zeigen dazu auf der Formnext 2023 erstmals anhand eines Gemeinschaftsexponats in Form einer additiv gefertigten Schildkröte, welche unterschiedlichen Nachbearbeitungsverfahren für additiv gefertigte Bauteile genutzt werden können. Dabei steht jedes Teil der Schildkröte für einen von insgesamt neun Nachbearbeitungsverfahren für Kunststoff, Metall oder Hybridbauteile.

Auf dem Fraunhofer Gemeinschaftsstand in Halle 11, Stand D31 haben Sie die Möglichkeit das Exponat zu entdecken.

© Fraunhofer-Verbund Produktion
Das finale Exponat auf der Formnext 2023.

Formnext 2023

Plasmapolieren

Plasma Polishing

©Fraunhofer IWU

Das Plasmapolieren ist ein Verfahren mit dem beliebige Konturen nachgearbeitet werden können. Dafür ist keine Vorbehandlung oder eine spezielle Reinigung notwendig. Bei dem Verfahren werden umweltfreundliche Elektrolyte (Salzlösungen) verwendet und es kommt nicht zum Einsatz von umweltschädlichen Substanzen und hochkonzentrierten Säuren. Weiterhin haben strukturierte Oberflächen nachweislich einen positiven Einfluss auf das Reinigungsergebnis, was u.a. für die Lebensmittel- und Pharmaindustrie von Vorteil ist.

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Dr. Juliane Thielsch

Abteilungsleiterin Laser Powder Bed Fusion

Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik
Nöthnitzer Straße 44
01187 Dresden, Deutschland

Telefon Telefon +49 351 4772-2130

Fax +49 351 4772-32130

Stream Finish (Variante des Gleitspanens)

Stream Finishing

@Fraunhofer IPK

Das Stream Finishing ist eine Variante des Gleitspanens und dient der Oberflächenbearbeitung. Das Verfahren ermöglicht ein gleichzeitiges Bearbeiten von mehreren Teilen in Chargen und lässt sich sehr gut automatisieren. Je nach Anforderungen können viele verschiedene Verfahren zum Einsatz kommen. Als Endergebnis enstehen sehr glatte bis polierte Oberflächen mit Ra < 0,1 μm je nach Anzahl der Schleifprozesse und vorheriger Oberfläche.

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Dr.-Ing. Christian Schmiedel

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik
Pascalstraße 8-9
10587 Berlin, Germany

Telefon +49 30 39006 353

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Tobias Neuwald

Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik
Pascalstraße 8 – 9
10587 Berlin, Deutschland

Telefon +49 30 39006-308

Lackieren bzw. selektives Beschichten

Varnish/ Selective Coating

@Fraunhofer IPA

Bei der selektiven Mehrfarbenbeschichtung handelt es sich um oversprayfreies Lackieren ohne Maskierung und ohne Lackverlust. Zunächst wird das biegeschlaffe Bauteil in einer Zelle grobpositioniert. Danach erfolgt ein Laserscanning zur Lage- und Positionserkennung, wobei eine Punktwolke der Bauteiloberfläche aufgenommen wird. Anschließend wird das Dekor oversprayfrei auflackiert.

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M.Sc. Thomas Hess

Nassapplikations- und Simulationstechnik

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung
Nobelstraße 12
70569 Stuttgart, Germany

Telefon +49 711 970-125

Gleitschleifen

Slide Grinding

@Fraunhofer IGCV

Das Gleitschleifen ist ein Prozess zur Oberflächenbehandlung von Metallbauteilen. Dadurch können Unebenheiten und Gratbildung reduziert sowie die Oberflächenrauheit verbessert werden. Bei dem Prozess wird ein Schleifkörper aus Kunstoff in einer Trommel durch Vibration zur Rotation in der Trommel angeregt. Durch die entstehenden Relativbewegungen zum Bauteil wird ein Materialübertrag erzeugt. Der Prozess kann trocken oder nass ablaufen.

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Dr.-Ing. Georg Schlick

Abteilungsleitung AM Metall und Multimaterial

Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik
Am Technologiezentrum 10
86159 Augsburg, Deutschland

Telefon Telefon +49 821 90678-179

Laserstrahlstrukturieren

Laser-beam structuring

@Fraunhofer IPT

Beim Laserstrahlstrukturieren wird ein Laserstrahl in die Werkstückoberfläche eingekoppelt, sodass Material sublimiert wird. Als Prozessmedien werden dabei Schutzgase, wie Argon eingesetzt. Nach dem Prozess weist das Werkstück eine Oberflächenrauheit von 0,25 < Ra < 0,4 µm auf, abhängig von der Homogenität des Materials. Der Prozess ist vorallem für Werkstücke aus Metallen vorgesehen.

Fräsen

Milling

©Fraunhofer IPT

Beim Fräsen wird ein Materialabtrag durch Relativbewegungen der rotierenden Schneiden des Fräswerkzeugs mit geometrisch definierter Schneide hervorgerufen. Die dabei enstehende Prozesswärme wird durch Kühlschmiermittel (Gemische aus Öl und Wasser) und Späne an die Umgebung abgeführt. Nach dem Prozess weist das Werkstück eine Oberflächenrauheit von 0,2 µm < Ra < 25 µm auf. Der Prozess ist für Werkstücke aus z.B. Aluminium, Stahl oder Titan anwendbar.

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M. Sc. Robin Day

Abteilungsleiter Energetische Strahlverfahren

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie
Steinbachstr. 17
52074 Aachen, Deutschland

Telefon +49 241 8904-161

Fax +49 241 8904-6161

Stefan Gräfe

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M. Eng. Stefan Gräfe

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT
Steinbachstraße 17
52074 Aachen, Deutschland

Telefon +49 241 8904-254

Plasmabehandlung zur Erhöhung der Benetzbarkeit/ Adhäsion

Plasma treatment to increase wettability/ adhesion

@Fraunhofer IST

Die plasmaunterstützte additive Fertigung ermöglicht eine Plasmabehandlung von 3D-gedruckten Polymeroberflächen. Außerdem kann die freie Oberflächenenergie signifikant verbessert werden sowie die Haftung von Sprühfarbe und Epoxid Klebstoff auf unpolaren Polymeren.

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Dr. rer. nat. Thomas Neubert

Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik
Bienroder Weg 54e
38108 Braunschweig, Deutschland

Telefon Telefon +49 531 2155-667