Nachbearbeitung additiv gefertigter Titan-Bauteile mit höchster Präzision

von Julian Polte, Mitchel Polte, Toni Hocke, Dennis Siebel, Eckart Uhlmann, TU Berlin Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb 08. September 2020
Darstellung des Glattdrückprozesses, des Glattdrückwerkzeugs sowie der Eingriffsbedingungen während der Bearbeitung
Die Additive Fertigung ermöglicht die Herstellung hochkomplexer metallischer Bauteile mit höchster geometrischer Flexibilität in Leichtbauweise.

Darüber hinaus können zusätzliche Funktionalitäten wie Kühl- oder Medienkanäle direkt in die additiv gefertigten Bauteile integriert werden. Additive Fertigungsverfahren werden bereits heute erfolgreich in der Medizin- und Dentaltechnik, der Luft- und Raumfahrttechnik, im Automotivebereich sowie in der Elektronikbranche eingesetzt [1]. Bei der additiven Fertigung werden die Bauteile schichtweise aufgebaut, wodurch annähernd beliebig komplexe Geometrien, Hinterschneidungen sowie Strukturelemente fertigbar sind. Limitiert sind die verfügbaren Fertigungsverfahren hinsichtlich der herstellbaren Oberflächenrauheiten im Bereich von 5µm ≤ Ra ≤ 15µm, der Formgenauigkeiten von GF ≤ 1mm und des entstehenden Eigenspannungszustandes.

Die Herstellung additiv gefertigter Bauteile ist verfahrensbedingt durch Zugeigenspannungen σE geprägt, welche bei der Nachbearbeitung frei werden und in einem erheblichen Bauteilverzug resultieren. Zum aktuellen Stand der Technik existiert kein etabliertes Nachbearbeitungsverfahren, welches die Form, die Oberflächenrauheit und den Eigenspannungszustand applikationsgerecht adressiert. Gleichzeitig wachsen mit den technischen Möglichkeiten die Anforderungen an den Prozess und das Werkstück, wodurch stetig neue Anwendungsbereiche erschlossen werden und innovative Prozessketten notwendig sind.

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