SKZ prüft additiv gefertigte Bauteile

SLS-gefertigte Bauteile werden häufig nachbehandelt, um die optischen und haptischen Eigenschaften zu modifizieren. Am SKZ wurden die Auswirkungen dieser Nachbehandlung auf die „inneren Werte“ wie Festigkeit und Zähigkeit untersucht.

Das Lasersintern (SLS) wird zunehmend für funktionelle (Klein-)Serienteile aus Kunststoff eingesetzt. Die resultierenden Bauteile fühlen sich oft etwas „pulvrig“ an, auch die Optik ist oft nicht für jede Anwendung optimal. Daher ist eine Nachbehandlung der Bauteile durch Verdichtungsstrahlen, Gleitschleifen, chemisches Glätten, aber auch Infiltrieren und Einfärben weit verbreitet.

Das SKZ hat sich in einem Forschungsprojekt mit den inneren Werten der äußerlich optimierten Bauteile beschäftigt. Denn ein Einfluss dieser Nachbehandlung auf das mechanische Verhalten kann nicht ausgeschlossen werden. „Wir haben den Einfluss auf die Zugfestigkeit, die Zähigkeit und die Kerbempfindlichkeit in Abhängigkeit von Baurichtung und Wanddicke detailliert untersucht“, beschreibt Senior Engineer Britta Gerets das Projekt. Im Projekt wurden die Einflüsse für Bauteile aus Polyamid 12 charakterisiert und anschließend mit Polyamid 11 und glasgefülltem Polyamid 12 validiert.

Eine grundsätzliche Beeinträchtigung der mechanischen Kurzzeiteigenschaften konnte das Institut im Projekt ausschließen. Bei sehr dünnwandigen Bauteilen konnte sogar eine Verbesserung der Zugfestigkeit durch die Oberflächenglättung beobachtet werden.

Das SKZ freut sich auf Folgeanfragen aus der Industrie. „Aufgrund der Nachfrage haben wir die Prüfdienstleistungen für SLS-Bauteile direkt in unser Dienstleistungsportfolio aufgenommen“, freut sich Matthias Ruff, Vertriebsleiter Bildung und Forschung.

Das Lasersintern, kurz SLS, ist ein Fertigungsverfahren der additiven Fertigung, also des 3D-Drucks. Mittlerweile ist das Verfahren, bei dem durch Laserbestrahlung in einem Pulverbett Korn für Korn verschmolzen wird und so Schicht für Schicht ein Bauteil entsteht, in der Industrie angekommen.

Das SKZ ist ein Klimaschutzunternehmen und Mitglied der Zuse-Gemeinschaft – ein Verbund unabhängiger, industrienaher Forschungseinrichtungen, die das Ziel verfolgen, die Leistungs- und Wettbewerbsfähigkeit der Industrie, insbesondere des Mittelstandes, durch Innovation und Vernetzung zu verbessern.

BU: Nachbehandelte Lasersinterteile, wie sie zur Überprüfung des Einflusses von Oberflächenbehandlungen auf die mechanischen Eigenschaften eingesetzt wurden (Bild)