Ist die Oberfläche im 3D-Druck zu rau für Verschleißteile?

Im 3D-Druck gefertigte Teile haben bedingt durch den Schichtaufbau und die Fertigung ohne Werkzeuge eine höhere Oberflächenrauheit.  Die höhere Oberflächenrauheit kann wie unten gezeigt (iglidur I3), zu einem anfangs höheren Reibwert führen. Nach kurzer Laufzeit haben sich die Gleitpartner „eingelaufen“, sodass Rauheit und Reibwert abnehmen. Daher ist ein Glätten der Oberflächen vor dem Einsatz technisch nicht notwendig.

Das gezeigte Einlaufverhalten konnte bisher nur bei iglidur 3D-Druckmaterialien festgestellt werden.  Standard-3D-Druckmaterialien verhalten sich anders, da diese über keine Eigenschmierung verfügen. (vgl. PA12 im Graph).

Dennoch gibt es Anwendungen, bei dem die Bauteile nach der Fertigung geglättet werden. In den folgenden Fällen werden Bauteile geglättet:

• Schmutzanhaftung reduzieren
• Bessere Optik/Haptik
• Gasdichtigkeit erhöhen (nur bei chemischem Glätten)
• Bessere Reibwerte von Beginn an, um den Einlaufprozess zu verkürzen/ zu reduzieren

Wie kann man die Oberfläche von 3D-Druck Teilen glätten?

Es gibt 3 Methoden, wie die Oberfläche von 3D-Druckteilen nachträglich verbessert werden kann:

• Mechanische Nacharbeit
• Gleitschleifen / Trovalisieren
• Chemisches Glätten

Mechanische Nacharbeit:

3D-Druckteile können mit herkömmlichen Mitteln zur Bearbeitung von Kunststoffbauteilen per Fräßen, Drehen, Bohren und Aufreiben nachgearbeitet werden. Durch die Nacharbeit werden eine deutlich bessere Oberfläche und Präzision erreicht. Die Kosten für die Nacharbeit sind hoch im Vergleich zu den anderen Verfahren.

Gleitschleifen / Trovalisieren

Beim Gleitschleifen kommen die Bauteile zusammen mit keramischen Schleifkörpern und einem Kühlmittel in eine Trommel. Diese Trommel wird in Rotation versetzt, durch die Relativ-Bewegung der Schleifkörper zu den Bauteilen werden geringe Mengen des Kunststoffs an der Bauteiloberfläche abgetragen und so das Bauteil geglättet. 

Bei dem Verfahren gibt es Limitierungen hinsichtlich der Bauteilgröße und hinsichtlich der Bauteilstabilität, zu filigrane Bauteile würden bei dem Prozess beschädigt werden, daher wird eine minimale Wandstärke von 1 mm empfohlen.

Damit je nach Größe auch mehrere Hundert Bauteile in einem Vorgang so bearbeitet werden können, ist dies das günstigste Verfahren zum Glätten von 3D-Druck-Bauteilen.

Weitere Informationen zum Gleitschleifen sind hier zu finden: https://blog.igus.de/gleitschleifen-von-additiv-gefertigten-kunststoffbauteilen/

Chemisches Glätten

Hierbei wird das Bauteil kurzzeitig in den Dampf einer Chemikalie gegeben, um so die Oberfläche zu glätten. In der Regel wird hier eine Chemikalie verwendet, bei der der verwendete Kunststoff unbeständig ist.   Dadurch ist es möglich, bei einer kurzen Beaufschlagungszeit die Oberfläche zu Glätten. Die Kosten sind hierbei höher als beim Gleitschleifen. Die Oberflächen sind danach jedoch auch deutlich stärker geglättet als beim Gleitschleifen und zudem auch etwas versiegelt.

Weitere  Informationen zum chemischen Glätten sind hier zu finden: https://blog.igus.de/chemische-glaettung-von-3d-gedruckten-kunststoffbauteilen/