{"id":48454,"date":"2023-06-29T00:01:35","date_gmt":"2023-06-28T22:01:35","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=48454"},"modified":"2023-07-06T14:36:51","modified_gmt":"2023-07-06T12:36:51","slug":"vapor-smoothing-vs-vibrationsgleitschleifen-290620231","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/vapor-smoothing-vs-vibrationsgleitschleifen-290620231\/","title":{"rendered":"Vapor Smoothing vs. Vibrationsgleitschleifen: Welches Verfahren zur Oberfl\u00e4chenveredelung sollten Sie w\u00e4hlen?"},"content":{"rendered":"

Um eine polierte und veredelte Oberfl\u00e4che bei 3D-gedruckten Teilen zu erzielen, werden eine breite Palette industrieller Nachbearbeitungstechniken eingesetzt, darunter die Beschichtung, das Sandstrahlen und manuelle Nachbearbeitungsmethoden. Obwohl die additive Fertigung<\/a> die Herstellung filigraner und komplexer Teile erm\u00f6glicht, weisen frische Drucke, direkt aus dem 3D-Drucker, oft raue Oberfl\u00e4chen und sichtbare Schichtlinien auf, insbesondere bei Teilen, die mit der Fused Deposition Modeling (FDM)<\/a> Technologie hergestellt wurden. Aus diesem Grund wird in einem der letzten Schritte, der Nachbearbeitung, die raue und unfertige Oberfl\u00e4che durch Hinzuf\u00fcgen oder Entfernen von Schichten des Werkst\u00fccks \u00fcberarbeitet. In diesem Artikel stellen wir Ihnen zwei bekannte Verfahren der Oberfl\u00e4chenbearbeitung vor: Das Vapor Smoothing und das Vibrationsgleitschleifen. Sie erfahren alles \u00fcber den Ablauf der Verfahren, die Vor- und Nachteile und welches Verfahren f\u00fcr Ihren individuellen Zweck am besten geeignet ist.<\/p>\n

Prozess<\/b><\/h2>\n

Vapor Smoothing<\/h3>\n

Vapor Smoothing (auch Dampfgl\u00e4tten oder Chemisches Gl\u00e4tten genannt) ist eine Technik, bei der die gedruckten Teile verdampften L\u00f6sungsmitteln ausgesetzt werden. Beim industriellen Vapor Smoothing-Verfahren werden einzelne oder mehrere Teile sorgf\u00e4ltig in einer geschlossenen Kammer aufgeh\u00e4ngt. Ein chemisches L\u00f6sungsmittelgemisch, FA 326, wird anschlie\u00dfend in die Kammer eingespritzt und verspr\u00fcht, wo es kondensiert und auf dem Teil aush\u00e4rtet. Auf diese Weise werden Oberfl\u00e4chenunregelm\u00e4\u00dfigkeiten durch eine kontrollierte Verschmelzung entfernt. Bei steigender Temperatur in der Kammer verdampft das restliche L\u00f6sungsmittel und wird so zur\u00fcckgewonnen. Daraus resultiert ein wasserdichtes Teil, das seine glatten inneren Hohlr\u00e4ume, seine genauen Dimensionen und sein urspr\u00fcngliches Materialvolumen beibeh\u00e4lt. Um optimale Ergebnisse beim Vapor Smoothing zu erzielen, wird empfohlen, den Prozess in einer kontrollierten Umgebung und mit speziell f\u00fcr das Vapor Smoothing entwickelter Ausstattung durchzuf\u00fchren. F\u00fcr diejenigen, die an einem Selbstversuch interessiert sind, kann Vapor Smoothing, oder in diesem Fall Solvent Dipping genannt, mit Aceton oder Ethanol als chemisches L\u00f6sungsmittel durchgef\u00fchrt werden. Dabei ist jedoch Vorsicht geboten und es muss sichergestellt werden, dass die erforderlichen Sicherheitsma\u00dfnahmen eingehalten werden und die richtige Ausstattung vorhanden ist.<\/p>\n

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Der Vergleich der Oberfl\u00e4chen eines mit Vapor Smoothing bearbeiteten Teils (links) mit einem nicht behandelten Teil (rechts) (Bild: ProtoLabs)<\/p><\/div>\n

Vibrationsgleitschleifen<\/h3>\n

Beim Vibrationsgleitschleifen hingegen werden keine Chemikalien zur Oberfl\u00e4chenbehandlung eingesetzt. Stattdessen wird die Oberfl\u00e4che der 3D-gedruckten Teile mit einem abrasiven Medium veredelt. Bei diesem Verfahren werden mehrere 3D-gedruckte Teile in eine vibrierende Wanne gelegt, die mit einem ausgew\u00e4hlten Schleifmittel und einer Schmierfl\u00fcssigkeit, dem sogenannten Compound, gef\u00fcllt ist. Wird die Maschine eingeschaltet, beginnt die Wanne zu vibrieren, wodurch mechanische Reibung zwischen dem Teil und dem Schleifmittel entsteht. Dieser subtraktive Prozess f\u00fchrt zu einem minimalen und schonenden Abtrag der \u00e4u\u00dfersten Materialschicht und verbessert so die Oberfl\u00e4chenqualit\u00e4t des Werkst\u00fccks. Das Gleitschleifen erfordert spezielle Ma\u00dfnahmen und Ausr\u00fcstungen und wird in zwei Verfahren angeboten: dem Vibrationsverfahren und dem Taumelverfahren. Die Vibrationsmethode eignet sich besonders f\u00fcr gr\u00f6\u00dfere, weniger detaillierte Objekte und f\u00fchrt wesentlich schneller zum gew\u00fcnschten Ergebnis. Bei der Taumelmethode hingegen sind die Bewegungen deutlich langsamer und sanfter, so dass sie sich f\u00fcr detaillierte und empfindliche Teile eignet.<\/p>

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Die Auswahl der Schleifmittel (oder auch Chips genannt) ist beim Gleitschleifen entscheidend. Schleifchips k\u00f6nnen unter anderem aus Keramik, Kunststoff oder Stahl hergestellt werden, wobei jedes Material f\u00fcr ein unterschiedliches Ergebnis sorgt. Keramische Schleifmittel eignen sich besonders zum Entgraten und zum Erzielen einer gl\u00e4nzenden Oberfl\u00e4che. Aufgrund ihrer hohen Dichte k\u00f6nnen sie hohem Druck standhalten und eignen sich daher optimal f\u00fcr die Bearbeitung von Teilen aus Edelstahl, Metall und Kunststoff. Kunststoffschleifmittel sind ideal f\u00fcr weiche und feine Oberfl\u00e4chen, die eine schonende Bearbeitung erfordern. Sie sind in Pyramiden- und Kegelform erh\u00e4ltlich. Zus\u00e4tzlich hat das Unternehmen Walther Trowal nippelf\u00f6rmige Schleifmittel entwickelt, die sich f\u00fcr besonders kleine, detaillierte Teile mit schwer zug\u00e4nglichen Bereichen eignen. Stahlschleifmittel, die meist in Kugelform erh\u00e4ltlich sind, verursachen einen \u00e4u\u00dferst geringf\u00fcgigen Materialabtrag und eignen sich besonders zum Polieren und mechanischen Reinigen von Teilen aus Metall, Silber oder Aluminium<\/a>, um eine glatte Oberfl\u00e4che ohne Kratzer zu erhalten.<\/p>\n

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Schleifmittel aus Keramik k\u00f6nnen besonders hohem Druck standhalten. (Bild: Vibrafinish)<\/p><\/div>\n

Zus\u00e4tzlich zu den Schleifmitteln ben\u00f6tigt das Vibrationsgleitschleifverfahren auch eine Schmierfl\u00fcssigkeit, den Compound. Der Compound wird verwendet, um zum einen den Verschlei\u00df zu absorbieren und von den Teilen zu entfernen und zum anderen, um sie zu reinigen und zu entfetten. Bei der Bearbeitung von Metallteilen kann auch eine s\u00e4urehaltige Fl\u00fcssigkeit gew\u00e4hlt werden, die eine Beizung erm\u00f6glicht. Nach der Behandlung sind die Teile oftmals noch feucht und m\u00fcssen einem Trockungsprozess unterzogen werden. Eine M\u00f6glichkeit ist es, die Teile in einem Vibrationstrockner zu trocknen, wo sie zusammen mit erhitzten Trocknungsmedien, wie Maiskolbenschrot, Nussschrot oder Holzw\u00fcrfeln, in Vibration versetzt werden. Alternativ eignet sich ein Bandtrockner besonders f\u00fcr empfindliche und sperrige Teile mit inneren Kan\u00e4len und L\u00f6chern. In dem Bandtrockner werden die 3D-gedruckten Teile auf einem Band durch ein Hei\u00dfluftsystem gef\u00fchrt und auf diese Weise getrocknet.<\/p>\n

Sowohl das Vapor Smoothing als auch das Vibrationsgleitschleifen k\u00f6nnen je nach Menge und Komplexit\u00e4t der zu bearbeitenden Teile unterschiedlich lange dauern, die Dauer reicht von zehn Minuten bis zu mehreren Stunden.<\/p>\n

Kompatible Materialien<\/h2>\n

Vapor Smoothing ist mit den meisten 3D-gedruckten Polymeren und Elastomeren kompatibel. Zu den g\u00e4ngigen Materialien, die sich f\u00fcr das Vapor Smoothing eignen, geh\u00f6ren Acrylnitril-Styrol-Acrylat (ASA)<\/a>, Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS)<\/a>, schlagz\u00e4hes Polystyrol<\/a> (je nach Maschine), Nylon<\/a> 11 (PA 11), Nylon 12 (PA 12), Polypropylen (PP)<\/a> und Polycarbonat<\/a>\/Acrylnitril-Butadien-Styrol (PC-ABS). Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass TPU und bestimmte Spezialfilamente nicht f\u00fcr die Dampfgl\u00e4ttung empfohlen werden. Jedes L\u00f6sungsmittel, wie z. B. Aceton, Methylethylketon (MEK), Tetrahydrofuran (THF), Dichlormethan (DCM) und Ethylacetat, hat seine eigene Wirksamkeit und Anwendungshinweise.<\/p>\n

Das Vibrationsgleitschleifen hingegen ist mit vielen weiteren Materialien kompatibel. So kann es nicht nur f\u00fcr 3D-gedruckte Teile aus Duroplasten, Thermoplasten und Elastomeren wie Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) oder Polyethylenterephthalat (PET), sondern auch f\u00fcr Metalle wie Aluminium, Edelstahl, Messing oder Kupfer verwendet werden. Dies macht es zu einem vielseitigen Verfahren, das als Nachbearbeitungsmethode f\u00fcr verschiedene 3D-Druckverfahren wie FDM\/FFF- und Pulverbettfusionsverfahren eingesetzt werden kann.<\/p>\n

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Vorher und nachher eines mit der Vibrationsgleitschleif-Methode behandelten Metallteils (Bild: Acton Finishing)<\/p><\/div>\n

Vorteile und Limitationen der Verfahren<\/h2>\n

Beide Verfahren bieten zahlreiche Vorteile im Hinblick auf die Optik und die Eigenschaften der Oberfl\u00e4che. Mit dem Dampfgl\u00e4tten k\u00f6nnen glatte und wasserdichte Oberfl\u00e4chen erzielt werden, die mit dem Erscheinungsbild von Spritzgussteilen vergleichbar sind und gleichzeitig die Dehnbarkeit, Zugfestigkeit und Biegef\u00e4higkeit der Teile erh\u00f6hen sowie Merkmale, Stabilit\u00e4t und Pr\u00e4zision beibehalten. Beim Gleitschleifen hingegen werden keine wasserdichten Oberfl\u00e4chen erreicht. Vielmehr werden hierbei \u00e4u\u00dferst glatte und makellose Oberfl\u00e4chen erzielt, Beschichtungsspuren entfernt und kratz- und schmutzabweisende Oberfl\u00e4chen erzeugt. Bauteile, die mit dem Vibrationsgleitschleifen als auch mit Vapor Smoothing bearbeitet werden, bieten glatte Oberfl\u00e4chen mit einem gl\u00e4nzenden Ergebnis. Dabei bietet das Dampfgl\u00e4tten allerdings st\u00e4rker gl\u00e4nzende Oberfl\u00e4chen, wohingegen bearbeitete Teile mit dem Vibrationsgleitschleifen besonders durch eine \u00e4u\u00dferst weiche und angenehme Haptik gekennzeichnet sind.<\/p>\n

Es ist jedoch wichtig zu erw\u00e4hnen, dass Vapor Smoothing nicht die beste L\u00f6sung f\u00fcr jeden Druck ist. Modelle, die besonders komplex, klein, gro\u00df oder flach sind, k\u00f6nnen sich verformen oder ihre Details verlieren, au\u00dferdem k\u00f6nnen anschlie\u00dfend Abdruckspuren sichtbar sein. Nach dem Vapor Smoothing-Prozess k\u00f6nnen die Teile Defekte wie Blasenbildung, Flecken, L\u00f6cher und weitere Makel auf der Oberfl\u00e4che aufweisen. Au\u00dferdem ist zu beachten, dass flexible Materialien anf\u00e4lliger f\u00fcr Oberfl\u00e4chenfehler sind als starre Materialien, daher muss beim Dampfgl\u00e4tten von beweglichen Teilen oder Teilen mit Fugen auf ein richtiges Timing geachtet werden.<\/p>\n

Das Vibrationsgleitschleifen hingegen eignet sich f\u00fcr ein breiteres Spektrum an 3D-gedruckten Teilen als das Vapor Smoothing, da es durch die Wahl verschiedener Schleifmittel und Methoden an die individuellen Bed\u00fcrfnisse, Materialeigenschaften und Strukturen des Teils angepasst werden kann. Solange das Verfahren immer professionell von einem Spezialisten durchgef\u00fchrt wird, ist das Gleitschleifen f\u00fcr fast alle 3D-gedruckten Teile geeignet. Allerdings kann das Gleitschleifen zu einem Verlust der Geometrie des Bauteils f\u00fchren. So k\u00f6nnen sich beispielsweise Ecken und Spitzen des Bauteils zu stark abrunden und ihre Form verlieren, was beim Vapor Smoothing nicht vorkommen kann. Zudem sind beim Gleitschleifen gelegentlich weitere Trocknungsvorg\u00e4nge erforderlich, die den Prozess verl\u00e4ngern.<\/p>\n

Anwendungsbereiche<\/h2>\n

Das Dampfgl\u00e4tten ist eine Technik, die von Branchen wie der Medizin-, Automobil-<\/a> und Luftfahrtindustrie<\/a> bevorzugt wird, um wasserdichte, bakterienresistente und chemikalienfreie Teile herzustellen. Was das Gleitschleifen betrifft, profitieren vor allem die Medizin-, Automobil- und Sportindustrie von dieser Technik. In all diesen Bereichen sind glatte Oberfl\u00e4chen, vor allem bei Metallteilen, von gro\u00dfer Bedeutung, um funktionierende Prozesse und sichere Bedingungen zu gew\u00e4hrleisten. Sowohl das Dampfgl\u00e4tten als auch das Gleitschleifen k\u00f6nnen jedoch w\u00e4hrend des gesamten Produktentwicklungszyklus eingesetzt werden, von Konzeptmodellen \u00fcber Prototypen bis hin zu Endprodukten, und finden in verschiedenen Branchen wie der Medizin-, Automobil- und Konsumg\u00fcterindustrie weitreichende Anwendung. Teile, die mit dem Gleitschleifverfahren bearbeitet werden, sind zum Beispiel Autoteile f\u00fcr die Automobilindustrie oder Schlittschuhkufen und Fitnessger\u00e4te f\u00fcr die Sportindustrie. Dar\u00fcber hinaus werden Schmuck und Besteck f\u00fcr Verbraucher mit Gleitschleifen behandelt. Ein Beispiel f\u00fcr dampfgegl\u00e4ttete Teile in der Automobilindustrie sind beispielsweise die Innenraumkomponenten eines Fahrzeugs, wie Armaturenbretter, T\u00fcrgriffe und Mittelkonsolenelemente. In der Luft- und Raumfahrtindustrie wird das Dampfgl\u00e4tten auch f\u00fcr Flugzeugteile verwendet, z. B. f\u00fcr Tragfl\u00e4chen, Luftkan\u00e4le und Motorteile.<\/p>\n

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Vapor Smoothing wird in der Luft- und Raumfahrtindustrie h\u00e4ufig bei Flugzeugteilen eingesetzt (Bild: Fast Radius)<\/p><\/div>\n

Dienstleister und Preise<\/h2>\n

Verschiedene Dienstleister, wie z.B. die SPALECK GmbH, VibraFinish oder die Rohde AG, bieten Gleitschleifen sowohl f\u00fcr Privatkunden als auch f\u00fcr Unternehmen an. F\u00fcr das Vapor Smoothing sind Xometry & AMT, DyeMansion, ProtoLabs<\/a> und Hubs nennenswerte Serviceanbieter, die Dampfgl\u00e4tten entweder mit einer bestimmten Nachbearbeitungsmaschine oder auf Materialbasis anbieten. Au\u00dferdem bietet das Unternehmen 3Faktur sowohl Services f\u00fcr das Dampfgl\u00e4tten als auch f\u00fcr das Gleitschleifen an. Bemerkenswerte Vapor Smoothing-Maschinen sind neben der AMT PostPro3D-Reihe und die Powerfuse S-Serie, L\u00f6sungen von Xometry und DyeMansion, w\u00e4hrend Protolabs und Hubs mit SLS<\/a> und MJF<\/a> HPA 12, PA 12 bzw. MJF Ultrasint\u2122 TPU-01 arbeiten.<\/p>\n

Was das Gleitschleifen anbelangt, so liegen die Preise f\u00fcr gro\u00dfe Industriemaschinen von Herstellern wie Walther Trowal, AVAtec oder Garant bei etwa 17.000 – 20.000 \u20ac ($18.000 – $21.000). Die Schleifmittel variieren zwischen 20 – 40 \u20ac ($21 – $44) f\u00fcr 2 kg und der Compound betr\u00e4gt ebenfalls etwa 20 – 40 \u20ac ($21 – $44) f\u00fcr 5 Liter. Der Preis f\u00fcr die Bearbeitung variiert erheblich je nach Menge und Gr\u00f6\u00dfe der zu bearbeitenden Teile. Beim Dampfgl\u00e4tten k\u00f6nnen die Servicegeb\u00fchren f\u00fcr das Gl\u00e4tten eines einzelnen Teils je nach Komplexit\u00e4t des Teils zwischen 4\u20ac – 14\u20ac ($5 – $15) liegen, obwohl viele Hersteller diesen Service oft nur im Rahmen eines Pakets von 10 oder mehr Teilen anbieten. Die Anschaffung einer Dampfgl\u00e4ttungsmaschine kann je nach Bedarf sehr unterschiedlich ausfallen, wobei die einfachsten L\u00f6sungen bei etwa 900 – 1.000 \u20ac ($1000) beginnen, w\u00e4hrend industrielle L\u00f6sungen etwa 5.000 – 92.000 \u20ac (100.000 $) kosten k\u00f6nnen. Die Preisgestaltung kann auch von der Region, dem Hersteller und der Qualit\u00e4t abh\u00e4ngen.<\/p>\n

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Welche Methode zur Oberfl\u00e4chenveredelung w\u00fcrden Sie w\u00e4hlen? Haben Sie schon Erfahrungen mit einer dieser Methoden gemacht? Lassen Sie uns gerne einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook<\/a>\u00a0oder\u00a0\u00a0LinkedIN<\/a>\u00a0 mit. M\u00f6chten Sie au\u00dferdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt f\u00fcr unseren\u00a0w\u00f6chentlichen Newsletter<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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