Lackieren geht vor Polieren
Der Begriff Additive Manufacturing (AM) steht für eine Reihe verschiedener Technologien additiver Fertigung, bei der anhand eines 3D-Modells ein Objekt Schicht für Schicht aufgebaut wird. Mittlerweile hat sich AM auch in der industriellen Produktion etabliert und ist eine der wichtigen Zukunftstechnologien mit nachhaltigem Einfluss auf den Fertigungsmarkt und darüber hinaus. Die Industrie kann von der Produktion »auf Knopfdruck«, die darüber hinaus flexibel anpassbar und in kleinen Stückzahlen möglich ist, profitieren. Vielfach stellen die Oberflächenrauhigkeit der Bauteile und die Porosität der Oberfläche allerdings eine Herausforderung dar.
Um dieser Herausforderung zu begegnen, haben Forscher der belgischen NPO Sirris und des Fraunhofer IAP in einem gemeinsamen Projekt Technische Beschichtungen im Additive Manufacturing erforscht. Sirris ist spezialisiert auf die Erforschung von Lösungen für technologische Herausforderungen. Die NPO arbeitet in der Regel mit Universitäten, Forschungszentren, Verbänden und anderen Instituten zusammen. Am Fraunhofer IAP verfügen die Forscher über langjährige Erfahrung im Bereich Technischer Beschichtungen.
Mithilfe Technischer Beschichtungen konnten die Wissenschaftler beider Institutionen die Oberflächeneigenschaften AM-gefertigter Bauteile signifikant verbessern. Als die effektivste Methode der Oberflächenoptimierung erwies sich die Kombination von Lackieren und Polieren. Zusätzlich können die Bauteile durch die Verwendung spezieller Lacke oder anderer Oberflächenbehandlungen funktionalisiert werden. Im Projekt metallisierten die Wissenschaftler das Bauteil, um die Funktionalisierung zu verdeutlichen. Andere Funktionalisierungen sind beispielsweise erhöhte Kratzfestigkeit oder antibakterielle Eigenschaften.
„Mit unserer jahrelangen Erfahrung in der Oberflächenbehandlung können wir eine Vielzahl von Anforderungen erfüllen. Wir haben jedes Teil im ersten Schritt analysiert, um die spezifischen Eigenschaften zu bestimmen. Danach konnten wir die jeweilige Oberfläche aktivieren, lackieren und mit der entsprechenden Methode metallisieren,« erklärt Dr. Holländer, der die Forschungsgruppe am Fraunhofer IAP leitet.
Patrick Cosemans von Sirris Flanders ergänzt: »Es hat zwei Nachteile, die fertigen Komponenten nur zu polieren: zum einen dauert es lange, zum anderen verändern wir die Form des Bauteils. Es kommt zu Abrieb, den wir aber vermeiden wollen. Mit dem Fraunhofer IAP wir haben Möglichkeiten entwickelt, um die aktuellen Probleme, insbesondere die poröse und raue Oberfläche, in der additiven Fertigung zu überwinden.“
Zum Netzwerken: Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP, Potsdam-Golm, Dr. Andreas Holländer, Tel. +49 331 568 1404, andreas.hollaender@iap.fraunhofer.de, www.iap.fraunhofer.de
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