Wird die Nachbearbeitungsphase jemals obsolet?

Es besteht kein Zweifel, dass Rationalisierung und Automatisierung ein grundlegender Bestandteil der Entwicklung der additiven Fertigung sein werden, insbesondere beim Übergang vom Prototyping zur Produktion. Materialien und Technologien werden immer schneller verbessert, aber die erfolgreiche Implementierung dieser neuen Werkzeuge in Fertigungsabläufe bleibt eine Herausforderung. Ein ständiger Schmerzpunkt vieler AM-Spezialisten ist die Nachbearbeitungsphase und der damit verbundene Zeit- und Arbeitsaufwand für die Projektabläufe.

Bei allen 3D-Drucktechniken ist zwangsläufig eine gewisse Nachbearbeitung notwendig, um ein professionelles Ergebnis zu erzielen. Dies reicht von rein praktischen Maßnahmen, wie dem Entfernen eventueller Stützstrukturen, bis hin zu kosmetischen Maßnahmen, wie Lackieren und Veredeln des Teils, um eine besondere optische Wirkung zu erzielen. Der Zeit- und Arbeitsaufwand kann dabei stark variieren. So lassen sich beispielsweise Stützstrukturen für stereolithographisch bedruckte Teile in der Regel ohne großen Aufwand einfach abklipsen. Andererseits ist das Entfernen von Stützen von DMLS-Drucken viel zeitaufwendiger und erfordert zusätzliches Schleifen, um ein sauberes Finish zu erzielen. Auch wenn dies bei Einzelstücken oder Prototypen kein großes Problem darstellt, kann dies möglicherweise die Lieferung der gleichen Teile in großen Mengen problematisch machen.

Aber was wäre, wenn die Nachbearbeitung ganz entfallen könnte und 3D-gedruckte Teile fertig aus dem Druckbett kommen und sofort einsatzbereit sind? Es ist nicht so weit hergeholt, wie es klingt.

Das Interesse an der neuen 3D-Drucktechnologie von Rize – Augmented Polymer Deposition – ist seit ihrer Ankündigung im letzten Jahr sehr groß. Werbematerial behauptet, dass die Technologie eine mit Spritzguss vergleichbare Qualität liefern wird, mit Stützstrukturen, die sich einfach von Hand lösen lassen, und integrierten Werkzeugen zum Hinzufügen von Farbe (einschließlich Text oder Bildern) während des Drucks. Es ist sicherlich ein attraktives Konzept, aber wie bei jeder neuen Technologie wird der Beweis in den Ergebnissen liegen. Die Drucker sind gerade erst auf den Markt gekommen, daher bleibt abzuwarten, wie erfolgreich sie sich in Fertigungsabläufe integrieren lassen.

Rize ist nicht das einzige Unternehmen, das sich der Herausforderung der Nachbearbeitung stellt. Der Vollfarbdruck steckt noch in den Kinderschuhen, wird aber langsam immer anspruchsvoller. Gleichzeitig konzentriert sich Dyemansion darauf, den Reinigungs-/Veredelungsprozess für Kunststoffdrucke zu automatisieren, damit große Stückzahlen so effizient wie möglich veredelt werden können.

Was bedeutet das alles langfristig für unsere Branche? Nun, es besteht kein Zweifel, dass weitere Rationalisierungen unerlässlich sein werden, wenn sich AM als Produktionstechnologie etablieren soll, aber gleichzeitig sollten wir die potenziellen Vorteile einer wohlüberlegten Nachbearbeitung nicht außer Acht lassen. Wir haben uns bereits die praktischen Vorteile der Veredelung oder Metallisierung von gedruckten Teilen angesehen, einschließlich erhöhter mechanischer Festigkeit, Chemikalienbeständigkeit und Eignung für medizinische oder lebensmittelbasierte Anwendungen. Wir würden argumentieren, dass es am produktivsten wäre, die Herausforderung der Nachbearbeitung anzugehen, indem man zwischen den Routineelementen unterscheidet, die rein praktischer Natur sind (z. Routineelemente sollten nach Möglichkeit automatisiert oder eliminiert werden. Wenn dies erreicht werden kann, wird sich die Sichtweise der Nachbearbeitung ändern, von einer mühsamen Notwendigkeit zu einer Gelegenheit, die Leistung zu verbessern und einen höheren Wert zu liefern.

Wir gehen davon aus, dass wir in Zukunft mehr Maschinen der Art von Rize sehen werden, bei denen Nachbearbeitungsschritte in den Druckprozess selbst integriert sind, wodurch die Ingenieure von zusätzlichen manuellen Aufgaben befreit werden und sie sich auf andere konzentrieren können. Die Herausforderung besteht dann darin, diese Maschinen effektiv in die Produktionsabläufe zu integrieren, damit die gebotenen Möglichkeiten voll ausgeschöpft werden können.