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Additive Fertigung Stützstrukturen mit Ultraschall entfernen

Von Fraunhofer IAPT 2 min Lesedauer

Anbieter zum Thema

Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien IAPT
FAULHABER Antriebssysteme
Heraeus AMLOY Technologies GmbH

Das Fraunhofer IAPT hat ein Verfahren entwickelt, mit dem Stützstrukturen von additiv gefertigten Bauteilen aus Metall einfach entfernt werden können. Das Besondere: Das Verfahren nutzt hochfrequente mechanische Schwingungen im Ultraschallbereich für einen automatisierten Prozess. 

Hochgeschwindigkeitsaufnahme des ultraschallbasierten Verfahrens zum Entfernen von optimierten Stützstrukturen des Fraunhofer IAPT.(Bild: Fraunhofer IAPT)
Hochgeschwindigkeitsaufnahme des ultraschallbasierten Verfahrens zum Entfernen von optimierten Stützstrukturen des Fraunhofer IAPT.
(Bild: Fraunhofer IAPT)

Stützstrukturen zu entfernen, zählt zu den aufwändigsten Arbeitsschritten in der Nachbearbeitung additiv gefertigter Bauteile. Filigrane oder innenliegende Strukturen komplizieren den ohnehin schwierigen Prozess. Die Stützstrukturen manuell zu entfernen, bindet Personal und führt zu schwankender Qualität. Darüber hinaus bergen die Arbeitsumstände Gesundheits- und Sicherheitsrisiken für Mitarbeitende, etwa durch die Freisetzung feiner Metallpulverpartikel.

Automatisertes Entfernen von Stützstrukturen

Ein von der Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien IAPT entwickeltes Verfahren automatisiert das aufwendige Entfernen von Stützstrukturen. Das Vorgehen nutzt eine effiziente Kopplung zwischen Bauteil und Ultraschallsystem. Dabei werden hochfrequente mechanische Schwingungen vom Ultraschallsystem auf das Bauteil und insbesondere die Stützstrukturen übertragen.
Das Team des Fraunhofer IAPT kombiniert für die neue Methode bauteilspezifische Schwingungsanregungen mit speziell angepassten Stützstrukturdesigns. Die Kombination erzeugt gezielt Resonanzeffekte in den Stützstrukturen und induziert lokale Spannungsspitzen an den Anbindungsstellen zum Bauteil. Das führt zu einem kontrollierten Bruchverhalten im Resonanzbereich. Die Stützstrukturen lösen sich ohne manuelle Eingriffe innerhalb weniger Minuten rückstandslos vom Bauteil.

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Ultraschallbasiertes Verfahren bereits zum Patent angemeldet

Das neue Verfahren resultiert aus dem Forschungsprojekt „Sonodent“, das im Mai 2026 vom Fraunhofer-Leistungszentrum IAMHH eine Förderung erhalten hat. Die Lösung nutzt kostengünstige technische Geräte und beschleunigt die Entfernung von Stützstrukturen erheblich. Die Anmeldung zum Patent ist bereits erfolgt.
Neben dem Einsatz in der Dentaltechnik lässt sich das Verfahren auch branchenübergreifend anwenden und auf sämtliche 3D-Druck-Verfahren mit Stützstrukturen übertragen. Es erzielt Effizienzsteigerungen, Reproduzierbarkeit, hohe Qualität und eine Verbesserung der Arbeitssicherheit. Das neue Verfahren ebnet der Additiven Fertigung den Weg in die industrielle Anwendung.

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