Metallbeschichtung für Ihre 3D-gedruckten Teile – ein praktischer Leitfaden

Wir haben uns im Blog viele verschiedene Optionen für die Veredelung Ihrer 3D-gedruckten Teile angeschaut, von einfach bis anspruchsvoll. Heute werden wir uns im Detail damit befassen, wie Sie Ihre Teile metallisieren. Sie fragen sich vielleicht, warum Sie Teile auf diese Weise veredeln sollten, wenn der 3D-Druck mit Metall jetzt machbar ist. Obwohl der Metalldruck in den letzten Jahren große Fortschritte gemacht hat, ist er im Vergleich zu anderen Techniken immer noch relativ kostspielig und erfordert oft zeitaufwändige Nachbearbeitungsschritte. Aus diesem Grund wird die Implementierung zu diesem Zeitpunkt nicht immer praktikabel sein.

Einfach gesagt bietet die Metallisierung das Beste aus beiden Welten und bietet alle Vorteile funktionaler Metallteile mit den schnellen, agilen Produktionsworkflows etablierter 3D-Druckverfahren. Sie können Ihr Teil beispielsweise mit einem SLS-Drucker aus Kunststoff drucken und dann plattieren, um nahezu identische mechanische Eigenschaften mit einem massiven Metallteil zu erzielen. Dieser Ansatz wird in Branchen wie der Automobilindustrie und der Luft- und Raumfahrt für die Herstellung sowohl von Funktionsprototypen als auch von Produktionsteilen erprobt, sodass Einzel- oder Kleinseriendesigns schnell und zu minimalen Kosten erstellt werden können.

Wie funktioniert es?

Es gibt zwei Hauptmethoden zum Plattieren von 3D-gedruckten Teilen:Galvanisieren und stromloses Plattieren (auch als chemisches/autokatalytisches Plattieren bezeichnet).

• Beim Galvanisieren wird Ihr Teil in eine Beschichtungslösung aus Wasser und Metallsalzen eingetaucht und dann von elektrischem Strom durchflossen, wodurch Metallkationen eine dünne Beschichtung um das Teil herum bilden. Der Prozess ist sehr schnell und liefert eine feste, lang anhaltende Oberfläche, obwohl für eine dickere Beschichtung mehrere Schichten erforderlich sein können. Es kann auch eine breitere Palette von Metallen als stromloses Plattieren verwenden.
• Die galvanische Beschichtung ist ein ähnliches Verfahren, das – wie der Name schon sagt – keinen Strom benötigt. Stattdessen nutzt es chemische Reaktionen, um das Metall mit dem Teil zu verbinden. Dies ist in der Regel zeitaufwendiger als das Galvanisieren und kann, da der Prozess in einem beheizten Bad stattfindet, zu einer Verformung des Teils führen. Es trägt jedoch dazu bei, das fertige Teil reibungs- und korrosionsbeständig zu machen, und ermöglicht in den Händen eines erfahrenen Technikers eine genaue Kontrolle der Blechdicke während der Anwendung.

Denken Sie daran, dass Sie Ansätze kombinieren können, um Ihr gewünschtes Ergebnis zu erzielen. Zum Beispiel kann Ihre erste Schicht stromlos plattiert werden, dann alle weiteren galvanisch, um das Finish auf die gewünschte Dicke zu bringen. Dies trägt zu einer längeren Lebensdauer des Galvanisierbades bei, da die Lösung selbst bei gründlicher Filtration nach dem Galvanisieren nur für eine begrenzte Anzahl von Anwendungen verwendbar ist.

Welche Materialien können Sie verwenden, um Ihre Teile zu plattieren?

Sie haben hier viele Möglichkeiten. Zink, Chrom und Nickel sind bewährte Beschichtungsmaterialien für industrielle Anwendungen. Für die stromlose Beschichtung sind Nickel und Kupfer die am häufigsten verwendeten Materialien. Andere Materialien wie Messing, Gold, Silber und Titan sind ebenfalls erhältlich, obwohl nicht alle diese für Funktionsteile geeignet sind und dekorativen oder künstlerischen Arbeiten vorbehalten bleiben sollten.

Denken Sie daran, dass die für die stromlose Beschichtung verwendeten Lösungen (wie oben erwähnt) nur begrenzt wiederverwendet werden können, sodass Sie dies möglicherweise bei Ihren laufenden Materialkosten berücksichtigen müssen.

Vorbereitung Ihres Teils

Vor dem Beschichten müssen Sie Ihr Teil grundieren, so wie Sie es beim Lackieren tun würden. Beim Galvanisieren geht es darum, eine leitfähige Oberfläche zu schaffen, auf der die Metallisierung haften kann, um ein glattes, gleichmäßiges Finish zu erzielen. Graphit eignet sich für diesen Zweck gut und ist sowohl erschwinglich als auch leicht verfügbar. Nur ein paar dünne Schichten reichen aus, da Sie nicht möchten, dass die Grundierung feine Details verdeckt oder die Abmessungen Ihres Teils beeinflusst.

Beim stromlosen Plattieren beinhaltet die Grundierung das Oxidieren der Oberfläche Ihres Teils und das Hinzufügen einer katalytischen Schicht, mit der das Metall verbunden werden kann.

Stellen Sie bei beiden Techniken sicher, dass Ihr Teil vor dem Grundieren ordnungsgemäß gereinigt wurde und frei von Verunreinigungen ist. Idealerweise sollten Sie an Ihrem Arbeitsplatz eine eigene Reinigungsstation haben, da schon kleine Mengen Schmutz und Öl das Endergebnis beeinträchtigen. Lesen Sie auch unbedingt die Materialspezifikationen Ihrer Beschichtungslösung, um Richtlinien zur Grundierung zu erhalten, da bestimmte Materialien möglicherweise eine zusätzliche Vorbereitung erfordern.

Der letzte Schliff

Wenn die Beschichtung abgeschlossen ist, können Sie feststellen, dass die Oberfläche ziemlich matt ist, insbesondere wenn Sie stromloses Beschichten verwenden. Das ist völlig normal. Leichtes Polieren hilft, das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Bei stärkeren Metallen kann Stahlwolle erforderlich sein, um eine glatte, glänzende Oberfläche zu erzielen. Sie können in Erwägung ziehen, in ein rotierendes Werkzeug zu investieren, um diesen Teil des Prozesses zu beschleunigen.