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Additive Fertigung Automatisierte Nachbearbeitung in der additiven Fertigung

Quelle: Pressemitteilung 2 min Lesedauer

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Die FOTEC Forschungs- und Technologietransfer GmbH, das Forschungsunternehmen der FH Wiener Neustadt, hat Technologien entwickelt, um die additive Fertigung in industrielle Prozessketten zu integrieren. Im Mittelpunkt standen die automatisierte Nachbearbeitung mittels Hirtisieren, die Charakterisierung von additiv erzeugten Oberflächen sowie die Entwicklung von Datenbanksystemen zur Prozessoptimierung.

Beispielhafte Aufbau-Strategien für großvolumige Bauteilgeometrien am Beispiel eines modifizierten Handgriffsegments. Die Geometrie wurde für den WAAM-Prozess (Wire Arc Additive Manufacturing) angepasst.(Bild: Fotec)
Beispielhafte Aufbau-Strategien für großvolumige Bauteilgeometrien am Beispiel eines modifizierten Handgriffsegments. Die Geometrie wurde für den WAAM-Prozess (Wire Arc Additive Manufacturing) angepasst.
(Bild: Fotec)

Das durch die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG), das Deutsche Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) und die Flanders Agency for Innovation & Entrepreneurship (VLAIO) geförderte Projekt Ad-Proc-Add II – koordiniert vom ecoplus Mechatronik-Cluster, FKM und KU Leuven – verfolgte das Ziel, additive-subtraktive Fertigungsketten wirtschaftlich nutzbar zu machen – auch für kleine und mittlere Unternehmen (KMU). FOTEC agierte dabei als führender Akteur im Bereich Laser Powder Bed Fusion (PBF-LB/M) und der elektrochemischen und mechanischen Nachbearbeitung.

Hirtisieren – chemisch-elektrolytische Nachbearbeitung neu gedacht

Im Projekt wurde die Technologie Hirtisieren weiter entwickelt. Hierbei handelt es sich um eine elektrochemisch unterstützte Nachbearbeitungsmethode zur Entstützung, Reinigung und Glättung von PBF-LB/M-Bauteilen. Aufbauend auf den Ergebnissen des Vorgängerprojekts wurden zielgerichtete Bearbeitungsstrategien für Materialien wie Ti6Al4V und 1.4404 (Edelstahl) erarbeitet.

Durch angepasste PBF-LB/M-Prozessparameter konnten Bearbeitungszugaben von nur 180–550 µm definiert werden – ein wichtiger Schritt zur materialsparenden, automatisierten Nachbearbeitung. Gleichzeitig wurden Oberflächenrauheiten von Sa ≤ 5 µm erreicht, was eine präzise Funktionalisierung von AM-Bauteilen ermöglicht.

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Oberflächenqualitäten gezielt beeinflussen

FOTEC realisierte im Projekt umfangreiche Untersuchungen zur Oberflächenintegrität additiv gefertigter Bauteile. Dabei wurde analysiert, wie sich unterschiedliche PBF-Prozessparameter, Bauorientierungen und Zwischenbehandlungen auf die finalen Oberflächeneigenschaften auswirken. Ein besonderer Fokus lag auf der Wechselwirkung mit Prozessen wie Shot Peening, Wärmebehandlung und NC-Formschleifen. Die daraus resultierende Oberflächenmatrix liefert eine fundierte Basis für die gezielte Kombination und Optimierung additiver und subtraktiver Prozessschritte.

Digital vernetzt – Datenmanagement in hybriden Prozessketten

Ein bedeutender Beitrag zur digitalen Durchgängigkeit war die Entwicklung eines prozessübergreifenden Datenmanagementsystems, das im gegenwärtigen Projekt vom Institut für Fertigungstechnik und Photonische Technologien der TU Wien gemeinsam mit Projektpartnern realisiert wurde. In einem prototypischen Aufbau wurde ein hybrides CAM-System mit multisensorgestützten Echtzeitdaten versorgt und daraus automatisch Werkzeugbahnen generiert.

Durch die Integration von Sensorik, Materialdaten und Geometrieinformationen konnte ein intelligentes, adaptives CAM-Regelsystem aufgebaut werden – ein Meilenstein für die Automatisierung komplexer Additive-Subtractive-Manufacturing (ASM)-Prozessketten.

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