Chemisches Glätten, auch Vapor Smoothing genannt, ist ein physikalisch-chemisches Verfahren, das thermoplastische Polymere verdichten und glätten kann. Wir setzen die Technologie ein, um die Oberfläche additiv gefertigter Polyamid Bauteile zu glätten. Die Technologie ermöglicht hochwertige Oberflächen ohne Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften der produzierten Bauteile.
Vapor Smoothing bei 3Faktur
3Faktur arbeitet mit der Vapor Fusion Anlage PostPro SF 50 des britischen Herstellers AMT. Sie können diese Dienstleistung bei 3Faktur für alle bestellten Bauteile aus Polyamid 12, Polyamid 12 W (weiß), TPU und Polyamid 11 hinzubuchen.
Funktionsweise der chemischen Glättung
Beim chemischen Glätten werden die zu bearbeitenden Bauteile in einer geschlossenen Kammer einem verdampften Lösemittel ausgesetzt. Das Lösemittel führt zu einem partiellen Lösen („Schmelzen“) der bei 3D-Druck Bauteilen oft rauen Oberfläche. Durch die Verflüssigung der Oberfläche werden Unebenheiten ausgeglichen und Poren geschlossen. Im Ergebnis entsteht eine sehr glatte, praktisch porenfreie Oberfläche.
Anwendungen
Für diesen Nachbearbeitungsprozess gibt es drei wesentliche Anwendungsfelder: Sichtteile, gas- oder flüssigkeitsführende Komponenten und vereinfachte Reinigung.
Gas- oder flüssigkeitsführende Komponenten
Mit dem Multi Jet Fusion Verfahren können Bauteile mit einer hohen Dichte gefertigt werden, die bei entsprechender Wandstärke häufig unbearbeitet schon ‚dicht‘ sind. Problematisch kann jedoch die relativ hohe Porosität der Oberfläche sein.
Durch die chemische Glättung werden Oberflächen fast vollständig geschlossen. Die bearbeiteten Bauteile eignen sich damit insbesondere für Anwendungen, bei der Dichtigkeit funktional notwendig ist.
Vereinfachte Reinigung
Die beim pulverbasierten 3D-Druck entstehenden typischen rauen Oberflächen sind schwierig zu reinigen. Bei Einsatzgebieten wie im Reinraum oder in der Medizin- und Labordiagnostik ist jedoch eine Reinigung zwingend notwendig.
Die chemische Glättung senkt die Rauigkeit deutlich (bis auf Ra 1 – 3 µm). Gleichzeitig werden alle Poren verschlossen, so dass die Bauteile sehr einfach gereinigt und in sensiblen Bereichen eingesetzt werden können.
Sichtbauteile
Durch den erzielten Glanz und die angenehme Haptik sind insbesondere kleinere bis mittelgroße additiv gefertigte Bauteile nach dem Vapor Smoothing kaum von Spritzguss-Teilen zu unterscheiden.
Bei größeren Flächen bzw. Bauteilen können technisch bedingte Oberflächen-Effekte, wie z.B. Druckkopflinien, verstärkt werden. Mit einer gezielt digital eingearbeiteten Oberflächenstruktur (z. B. Pyramiden, organische Strukturen wie Holz- oder Lederstrukturen) können jedoch hervorragende Ergebnisse erzielt werden.
Besonderheiten der chemischen Glättung
Die Bauteile werden entweder auf eine Vorrichtung gelegt oder aufgehängt und dann in die Bearbeitungskammer geschoben. Dabei entstehen an den Oberflächen durch Verflüssigung sichtbare Kontaktstellen, die bei Auflage stärker ausgeprägt sind, da mehrere Berührungspunkte notwendig sind. Sie können wählen, ob Sie Ihre Bauteile auflegen oder aufhängen möchten: Auflegen ist kostengünstiger, führt jedoch zu mehr Kontaktstellen. Es wird empfohlen für Teile mit einer sichtbaren und einer verdeckten Seite. Aufhängen ist teurer, weil es arbeitsaufwendiger ist und weniger Teile gleichzeitig bearbeitet werden können, bietet jedoch den Vorteil weniger Kontaktstellen, vor allem bei kleineren Bauteilen.
In unserem Online 3D Druck Konfigurator können Sie die gewünschte Option wählen und auch eine technische Zeichnung hochladen, auf der sie die Auflageseite bzw. die Aufhäng-Stelle definieren können.
FAQ Chemische Glättung
Wie hoch sind die Bearbeitungskosten je Bauteil?
Die Stückkosten berechnen sich v.a. nach der Größe und der Oberfläche des Bauteiles. Im Allgemeinen liegen die Kosten im mittleren einstelligen EUR (netto) Bereich je Bauteil. Anhand Ihrer CAD-Daten können Sie sich die Kosten in unserem Online-3D Druck Service Kalkulator berechnen lassen.
Muss ich Strukturen an dem Bauteil anbringen, damit es in der Bearbeitungskammer aufgehängt werden kann?
Wenn Sie die Option “Aufhängen” wählen und die Geometrie Ihres Bauteils nicht geeignet ist, um in der Kammer optimal aufgehängt zu werden, setzen wir uns mit Ihnen in Verbindung. Sofern das Anbringen einer zusätzlichen Struktur zum Aufhängen am Bauteil notwendig ist, können Sie dies tun oder wir übernehmen es. Bei letzterem Fall selbstverständlich in Absprache mit Ihnen.
Ändern sich die Maße bzw. Genauigkeit des Bauteils?
Die Änderungen sind minimal und liegen typischerweise unter 0,4 %. Bei großen, flachen Objekten, die bereits im Druck verzugsgefährdet sind, kann es zu Verzug bzw. Verstärkung der Verzugseffekte kommen.
Findet eine Kantenabrundung statt?
Ja, aber nur minimal. Probleme in Verbindung mit der Kantenabrundung kommen in der Praxis selten vor.
Ändern sich die mechanischen Kennzahlen des Materials?
Beim Multi Jet Fusion Verfahren ist das 3D-gedruckte Material im Inneren dicht (ca. 98 – 100 % Dichtigkeit), die Oberfläche jedoch porös. Je geringer die Wandstärke ist, desto mehr beeinflusst die Eigenschaft der Oberfläche das Gesamtverhalten und reduziert die mechanische Belastbarkeit entsprechend.
Durch die Reduktion der Porosität bei der chemischen Glättung wird die mechanische Belastbarkeit dünner Wandstärken erhöht. Das Verfahren hat also einen positiven Effekt auf die Belastbarkeit. Je dicker die Wandstärke ist, desto geringer fällt dieser Effekt jedoch aus.
Vorteilhaft ist dieser Effekt zum Beispiel bei funktional dünnen Strukturen, wie z.B. Filmscharnieren, hier kann das Vapor Smoothing die Belastbarkeit deutlich erhöhen.
Bleibt Lösungsmittel an dem Material erhalten?
Der Hersteller des Verfahrens sichert zu, dass keine nennenswerten Mengen des Lösungsmittels am Material verbleiben. Unsere eigenen Analysen dazu bestätigen bisher diese Aussage.
Verlängert sich die Produktionszeit der bestellten Bauteile durch die chemische Glättung?
Die Produktionszeit verlängert sich um ca. 3 Werktage.
