Vorkonditionierung von additiv gefertigten Bauteilen zur Verbesserung der Oberflächenqualität in Kavitäten

Einleitung / Abstract

Die erfinderische Technologie bezieht sich auf Partikeldämpfer in 3D-gedruckten Metallbauteilen. Es soll eine Verbesserung der Oberflächenbeschaffenheit in den partikelgefüllten Kavitäten erzielt werden.

Hintergrund

Mittels additiver Fertigungsverfahren, wie etwa dem Laser Powder Bed Fusion, ist es möglich, gezielt unverschmolzenes Pulvermaterial ins Innere von Metallbauteilen einzulagern. So können partikelgedämpfte Strukturen gefertigt werden, die eine erhöhte Bauteildämpfung aufweisen. Infolge dieser Funktionsintegration kann das Gewicht von Leichtbaustrukturen reduziert werden. Die Oberflächenbeschaffenheit nach dem additiven Fertigungsprozess erweist sich jedoch hinsichtlich der Dauerbelastbarkeit als kritisch.

Lösung

Die Erfindung zielt auf eine Reduzierung der Oberflächenrauigkeit in den partikelgefüllten Kavitäten von additiv gefertigten Metallbauteilstrukturen ab. Mittels einer oder mehrerer Vibrationsvorrichtungen wird eine Interaktion der Partikel mit der Wandung der Kavitäten sowie zwischen den Partikeln untereinander erzeugt. Durch diese Interaktion werden Rauheitsspitzen, möglichst homogen innerhalb einer Kavität, reduziert und die Oberflächenbeschaffenheit für die Bauteilnutzungsphase verbessert. Darüber hinaus kann dieses Vorgehen auf offene Kavitäten wie strömungsoptimierte Kanäle oder Bauteile mit inneren Strukturen übertragen werden, indem die Einlass- und Auslassöffnungen während der Vorkonditionierung verschlossen werden.

Vorteile

Anwendungsbereiche

Verbesserung von additiv gefertigten Metallbauteilen hinsichtlich der dynamischen Belastbarkeit, z.B. für Leichtbauanwendungen, im Fahrzeug- oder Flugzeugbau, aber auch bei Maschinenkomponenten wie etwa Werkzeugmaschinen.