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Trends der Nachbearbeitung zeigen aktuelle Methoden und Herausforderungen

Auf 8. September 2020 von Michelle J. veröffentlicht
Trends der Nachbearbeitung

PostProcess Technologies hat seinen Jahresbericht über die Trends der Nachbearbeitung in der additiven Fertigung veröffentlicht. Diese zweite Ausgabe beleuchtet die wichtigsten in der Branche verfügbaren Methoden und die Herausforderungen, denen sich AM-Anwender unabhängig von der von ihnen verwendeten additiven Fertigungstechnologie stellen müssen. In diesem Jahr stimmten die meisten Befragten darin überein, dass die Methoden der Nachbearbeitung komplex sind und dass die Suche nach qualifizierten Arbeitskräften, die mit diesen Techniken der Nachbearbeitung umzugehen wissen, nach wie vor eine der größten Herausforderungen, wenn nicht sogar eine Eintrittsbarriere auf dem heutigen Markt darstellt. Es ist jedoch anzumerken, dass zunehmend automatisierte Lösungen verfügbar werden, die auch effizienter sind als frühere Lösungen. Dies sollte die Hersteller, die mehr auf Massenproduktion ausgerichtet sind, beruhigen.

Wenn die Trends der Nachbearbeitung jetzt Gegenstand eines Jahresberichts sind, dann deshalb, weil sie ein integraler Bestandteil des additiven Herstellungsprozesses sind. Der AM-Prozess beginnt mit der Modellierung und wird beendet durch die Nachbearbeitung des Teils mit Schritten, die die Oberflächenveredelung, das Entfernen von Trägermaterialien usw. umfassen. Es ist ein wichtiges Glied in der Kette, das berücksichtigt werden muss. Und doch geben 20% der Teilnehmer an, dass sie die mit der Nachbearbeitung verbundenen Kosten nicht quantifizieren. Dies ist immer noch eine hohe Statistik, wenn man ihre Bedeutung im Arbeitsablauf betrachtet, unabhängig von der eingesetzten Technologie. Zu beachten ist auch, dass 70% mindestens zwei verschiedene Technologien einsetzen. Die Materialextrusion liegt weiterhin an der Spitze, gefolgt von der Photopolymerisation und dem Pulverbettverfahren (SLS und LPBF). Je mehr Fertigungsverfahren eingesetzt werden, desto mehr Nachbehandlungsmethoden kommen zum Einsatz.

Trends der Nachbearbeitung

Verwendete Arten der Nachbearbeitung

Verwendete Methoden und aufgetretene Herausforderungen

Wie im letzten Jahr stellt der Bericht fest, dass die am häufigsten verwendete Methode die Entfernung von Druckträgern (87%) ist, gefolgt von der Oberflächenbehandlung (70%) und schließlich der Entfernung von Materialien – zuerst Harz (45%), dann Pulver (41%). Die Studie weist darauf hin, dass die Zunahme der Anzahl der Methoden den Herstellungsprozess komplexer macht: es gibt mehr Geräte, mehr Softwares, während das Qualitätsniveau konstant bleiben muss. Die Benutzer können mit Terminproblemen konfrontiert werden, vor allem aber mit einem Mangel an Fähigkeiten, da es derzeit nur sehr wenige Schulungen zu diesem Thema gibt. Zu wissen, wie man mit einem Teil umgeht, wenn es einmal aus der Maschine gekommen ist, ist nicht einfach, vor allem wenn es sich um Industrieteile handelt. Daher stellt diese Qualifikation für viele der Studienteilnehmer eine große Herausforderung dar, insbesondere für diejenigen, die Pulverbett- und Photopolymerisationsprozesse anwenden.

Im vergangenen Jahr war die Haupthürde der Nachbehandlung die Zeit, die die Anwender dafür aufwenden mussten. Dieses Jahr ist dies immer noch der Fall, obwohl einige Nuancen durch neuere Technologien eingeführt wurden. Für die Materialextrusion zum Beispiel zeigt die Studie, dass die Zykluszeit zu lang ist, gefolgt von der Problematik der beschädigten Teile (im letzten Jahr weniger häufig). Bei Pulverbettprozessen bleibt die Leistung die größte Herausforderung, gefolgt vom Bedarf an qualifizierten Arbeitskräften. Insgesamt gaben 46% der Befragten an, dass die Nachbehandlung zwischen 11 und 25% ihrer gesamten Produktionszeit in Anspruch nimmt. Der Bericht zeigt auch, dass die Herausforderungen im Zusammenhang mit der Nachbehandlung umso größer sind, je mehr Additive Manufacturing als großtechnische Produktionsmethode eingesetzt wird und je höher die Kosten dafür sind. Aus diesem Grund sind automatisierte Lösungen sehr gefragt.

Die Herausforderungen jeder 3D-Drucktechnologie

Wie sehen die Trends der Nachbearbeitung in der Zukunft aus?

Für 79% der Teilnehmer ist die Verbesserung der Qualität von Endanwendungsteilen eine Priorität, insbesondere im medizinischen Bereich, wo der Prozentsatz auf 93% steigt. Die Verkürzung der Zykluszeit ist ebenfalls eine der größten Herausforderungen: 43% halten es für unerlässlich, den Zeitaufwand für die Nachbearbeitung zu reduzieren. Schließlich benötigt der Markt automatisierte und zuverlässige Lösungen, die Teile in industrieller Qualität liefern können. Dies ist eine gute Nachricht für viele Akteure, die bereits seit mehreren Jahren auf diesen Bedarf setzen, indem sie End-to-End-Lösungen entwickeln, die darauf abzielen, die Notwendigkeit menschlicher Eingriffe zu reduzieren. Natürlich wird die Maschine nicht alles alleine machen können, aber sie sollte den Industrien helfen, zur Massenproduktion überzugehen.

Trends der Nachbearbeitung

Die Qualität der Endanwendungsteile ist für die meisten Teilnehmer an der Studie entscheidend.

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