Problemstellung: Identifikation von qualitätsmindernden Merkmalen bei der additiven Fertigung

Additive Fertigungsverfahren gewinnen inzwischen in der industriellen Anwendung mehr und mehr an Bedeutung. Die Bandbreite der angebotenen Systeme wächst stetig und differenziert sich in unterschiedlichste Verfahrensvarianten. Weitgehend unberücksichtigt bleibt derzeit jedoch die Frage nach den technischen Eigenschaften der mittels 3D-Druck hergestellten Bauteile, die naturgemäß maßgeblich von der Verarbeitungsqualität beeinflusst werden. Nach aktuellem Stand liegen noch keine ausreichenden Erfahrungswerte vor, die einen Eigenschaftsvergleich zwischen Spritzgussbauteilen und solchen aus additiver Fertigung erlauben. 

Analysemethode: Präparation und Anwendung mikroskopischer Verfahren

Aus diesem Grund wurde mithilfe mikroskopischer Präparations- und Analyseverfahren eine erste morphologische Bestandsaufnahme an Testbauteilen einiger aktuell marktgängiger Systeme durchgeführt, die nach den Verfahren des „Fused-Deposition-Modeling“ (FDM) arbeiten. Hierbei konnten verfahrensbedingte Schwachstellen identifiziert werden. Beispielsweise zeigen einige mittels FDM hergestellte Bauteile bei lasermikroskopischen Untersuchungen eine Vergrößerung der Bauteiloberfläche um bis zu 300 Prozent gegenüber einem vergleichbaren Spritzgießprodukt. Dieser Umstand wird sich aufgrund der größeren Wechselwirkungsfläche auf die Medienbeständigkeit der Bauteile auswirken. Weitere bedeutende Merkmale stellen die zahlreichen Bindenähte und vorliegenden Hohlräume dar, die unmittelbare Wirkung auf die Tragfähigkeit der Bauteile haben werden. 

Ergebnis: Gezielte Weiterentwicklung zur Verbesserung der Bauteileigenschaften

Auf Basis der durchgeführten Untersuchungen lassen sich gezielt Verfahrens- und Werkstoffentwicklungen einleiten, die eine Verbesserung der Bauteileigenschaften zum Ziel haben. Dies wiederum kann sich auch günstig auf die Fertigungszeiten auswirken.

>> Alle Praxisbeispiele in der Übersicht anzeigen

Christoph Zekorn

Mikroskopische Analyse Laborleiter Mikroskopische Analyse +49 241 80-28341 christoph.zekorn@ikv.rwth-aachen.de

Haben Sie Fragen zum Thema Mikroskopie? Dann freue ich mich auf Ihre Nachricht oder Ihren Anruf.