Präzisions-Metallpolieren: Führende Lösungen für 3D-gedruckte Teile

Einige Überlegungen zum kundenspezifischen Metallpolieren

Lange bevor 3D-Druck aufkam, hatte sich die Metal Cutting Corporation als Experte in der Fertigung kleiner Metallteile etabliert – nicht nur durch präzises Schneiden, Schleifen, Läppen und Fräsen, sondern auch durch die Lösung anspruchsvoller Probleme beim mechanischen Metallpolieren.

Beispielsweise fanden wir einen Weg, große Chargen von Medizinproduktkomponenten auf ein Finish von Ra 2 Mikrozoll (0,05 µm) über die Länge eines langen Stifts aus einem sehr weichen Metall zu polieren, das leicht verkratzt. Als ein Kunde Spule-zu-Spule-Mechanisches Metallpolieren auf Ra 1 (0,025 µm) anfragte, entwickelten wir ein progressives System, das immer feinere Pulvergrößen über das Medium förderte, um den Draht zu polieren. Der Prozess ermöglichte es, von einer Spule abzuwickeln, den Draht aufzutragen, zu polieren und zu spülen, bevor er wieder auf eine Spule aufgenommen wurde. Und als ein Kunde 40 Millionen winzige Teile auf +/- 0,002" (0,0508 mm) Längentoleranz schneiden und dann auf Ra 0,30 (0,0076 µm) polieren ließ, lieferten wir eine präzise und kosteneffiziente Lösung.

Wachstum 3D-gedruckter Teile

Heute, da 3D-Druck an Beliebtheit gewinnt und für mehr Teileanwendungen genutzt wird, kommen mehr Kunden zu uns für kundenspezifische Metallpolierdienste mit Anforderungen, die einzigartige Herausforderungen darstellen. Beispielsweise kann das Polieren von Metallteilen relativ schnell erfolgen, wenn ein bestimmter Bereich poliert werden muss, aber das gesamte Teil poliert werden darf. Bei 3D-konstruierten und -gedruckten Teilen ist es jedoch oft so, dass nur bestimmte Bereiche jedes Teils poliert werden sollen – ein Ziel, das schwieriger zu erreichen ist als das Polieren des gesamten Teils und zusätzlichen Aufwand erfordert, da die Bereiche, die NICHT poliert werden dürfen, abgeklebt werden müssen.

Die Herausforderung besteht also darin, bestimmte Bereiche einfach und kosteneffizient abzukleben und andere Bereiche dem Polierprozess zu unterziehen – eine Aufgabe, die wir für ein Projekt mit einer großen Düse perfekt meisterten, deren eine Hälfte wir abklebten und die andere Hälfte polierten.

Zeit × Medium × Aktion

Metallpolieren ist eine Funktion der Zeit, die ein Teil im Prozess verbringt – ob vibrierend oder zentrifugal; der Art des verwendeten Mediums; und der Art der auf das Teil einwirkenden Aktion. Was wir feststellten: Metallpolieren ist viel mehr Kunst als Wissenschaft. Beispielsweise verhalten sich Teile trotz gleicher Dichte aufgrund ihrer gedruckten Konfiguration in nicht-zufälliger Weise – ihr "Schwerpunkt" verschiebt sich –, sodass manche Bereiche weniger oder stärker poliert werden als andere aufgrund der Art der Aktion. Die Entscheidung, was geändert werden muss, um die gewünschten Kundenergebnisse zu erzielen, kann knifflig sein. Deshalb bieten wir oft Probeteile an, um zu testen, wie weit wir den Polierprozess treiben können und den besten Weg zum gewünschten Ergebnis zu finden.

Häufige 3D-Polierherausforderungen

Einiges können wir mit Sicherheit über die Herausforderungen beim Metallpolieren von 3D-gedruckten Teilen sagen:

• Je größer ein Teil, desto schwieriger ist es zu polieren.
• Je weniger einheitlich ein Teil, desto schwieriger ist es zu polieren.
• Je kleiner die Stückzahl großer Teile, desto weniger Spielraum für Experimente.

Bei dem Projekt, in dem wir Millionen Teile polierten (oben erwähnt), arbeiteten wir mit großen Mengen sehr kleiner, einheitlicher Teile, was uns robuste Stichprobengrößen ermöglichte, um den korrekten Prozess-"Rezept" mit statistisch sehr hoher Konfidenz zuverlässig zu erreichen. Als ein Kunde jedoch kundenspezifisches Polieren großer 3D-gedruckter Kondylen für künstliche Kniegelenke anfragte, perfektionierten wir den Prozess Los für Los, indem wir Medium, Maschinen und Polierzeit änderten. Die gute Nachricht: Letztlich erreichten wir eine Oberflächenbeschaffenheit, die so gut war, dass sie den Kunden überraschte – sie dachten, es sei nicht machbar!

Manchmal haben wir die gegenteilige Herausforderung: Der Kunde wünscht Teile mit matter Oberfläche – etwa für Operationssäle, wo reflektierendes Licht problematisch ist – statt hochglanzpolierten Oberflächen, sei es aus ästhetischen Gründen oder zur Reibungsreduzierung. In diesem Fall ist unsere Aufgabe, Teile "aufzurauen", um sie weniger reflektierend und glatt zu machen.

Bevor Sie 3D-drucken, bedenken Sie …

Kunden kommen generally zu uns für Polierdienste, nachdem ihr Teil bereits gefertigt ist und sie zusätzliches Mass Finishing benötigen. Würden wir um Empfehlungen zur Wahl zwischen 3D-Druck und anderen Methoden gebeten, würden wir Ingenieure und Designer raten, die Oberflächenanforderungen ihrer Teile vor der Festlegung auf 3D-Druck als Fertigungsmethode zu bedenken. Zwar kann 3D-Druck eine gute Alternative zu Formenbau oder anderen Investitionen sein, doch die Schwierigkeit des Polierens – und letztlich der Mehrkosten – sollte ebenfalls berücksichtigt werden.

Wenn Sie beispielsweise wissen, dass Sie eine hochglatte, konsistente Oberfläche benötigen und mechanisches Metallpolieren nutzen wollen, sollten Sie versuchen, Teile mit komplexen Stegen oder tiefen Kavitäten zu vermeiden, die zwar mit 3D-Druck realisierbar sind, deren Oberflächen aber möglicherweise nicht die gleiche Glätte wie ebene Flächen aufweisen – selbst nach zusätzlicher Nachbearbeitung. Wie erwähnt: Überlegen Sie auch, ob ein Flächenbereich rau, ein anderer zwingend poliert sein muss. Oder: Wenn Sie eine glatte Oberfläche, aber scharfe Kanten benötigen, bedenken Sie, dass längeres Eintauchen in das Medium zwar die gewünschte Glätte bringt, aber die Kanten abrunden kann. Sind die Kanten konstruktiv kritisch, müssen Sie möglicherweise durch Abkleben kompensieren oder Ihre Kantentoleranzen lockern.

Welche Herausforderungen Ihr Projekt auch hat – ob Sie 3D-Druck in Betracht ziehen, fertige Teile kundenspezifisch polieren lassen oder alle Optionen prüfen wollen, bevor Sie starten – Metal Cutting steht Ihnen mit Rat, Tat und Angebot zur Seite. Dafür sind wir da!

Für Tipps zur Erstellung bester Spezifikationen für Ihre kleinen Metallteile laden Sie unseren kostenlosen Leitfaden herunter: "How to Fine-Tune Your Quote Request to Your Maximum Advantage: Frequently Asked Questions in Small Parts Sourcing".