Entwicklung von Reinigungsmethoden für metallische Grünteile aus photopolymerisierbarem Feedstock

Abstract

Die Technologien der additiven Fertigung bieten durch ständige Weiterentwicklung immer attraktivere Methoden zur Produktion industriell einsatzfähiger Teile. Die Wirtschaftlichkeit der reinen Druckprozesse wird durch Erhöhen von Druckgeschwindigkeiten und Minimieren von benötigtem Material ständig verbessert. Um das volle Potential einer gesamte 3D-Druck-Technologie ausschöpfen zu können, müssen allerdings auch alle Nebenprozesse der additiven Herstellung von Bauteilen, wie zum Beispiel das Vorbereiten des Materials oder das Post-Processing berücksichtig werden. Beim Post-Processing werden aufgrund der Notwendigkeit des Handlings von oft fragilen Strukturen häufig Bauteile beschädigt und der zeitintensive Druckprozess muss wiederholt werden. Die Reinigung von Bauteilen bedarf meist einen hohen manuellen Aufwand und verursacht somit hohe personelle Kosten.Mit dieser Arbeit wird speziell der Reinigungsprozess von Grünteile, welche mit der LMM-Technologie gedruckt wurden, untersucht. Die fragilen Grünteile müssen nach dem Druckprozess von anhaftendem Material befreit werden, um nach dem Entbinder- und Sinterprozess einwandfreie Bauteile zu erhalten. Verschiedene Methoden einzelner Prozesse der Reinigung werden experimentell untersucht und der Einfluss von zugehörigen Parametern aufgezeigt.Als Ergebnis der Arbeit wird eine Reinigungsstrategie für ein möglichst effizientes und beschädigungsfreies Reinigen definiert. Zusätzlich werden Konzepte bzw. Prototypen erarbeitet, welche als Basis für eine spätere Entwicklung von Reinigungsstationen verwendet werden können.

Additive manufacturing technologies are constantly evolving to offer more attractive methods for producing ready-to-use components. The cost-effectiveness of the pure printing process is constantly being improved by increasing printing speeds and minimizing the amount of material required. However, in order to exploit the full potential of an entire 3D printing technology, all ancillary processes for the additive manufacturing of parts, such as preparing the material or post processing, must also be taken into account. During post processing, due to the need to handle fragile structures, components are often damaged and the time-consuming printing process has to be repeated. The cleaning of components usually requires a high amount of manual effort and thus causes high personnel costs.This work specifically investigates the cleaning process of green parts printed with Lithography-based Metal Manufacturing. The fragile green parts have to be cleaned from adhering material after the printing process in order to obtain flawless components after the debinding and sintering process. Different methods of individual processes of cleaning are experimentally investigated and the influence of related parameters is shown.As a result of the work, a cleaning strategy for the most efficient and damage-free cleaning option will be defined. In addition, concepts and prototypes are developed, which can be used as a basis for a later development of cleaning stations.