Polieren mit Lasern

Die additive Fertigung (3D-Druck), stellt für industrielle Anwendungen in der Luftfahrt-, Automobil- und Medizintechnikbranche eine interessante Fertigungsoption dar. Zur Fertigung eines dreidimensionalen Bauteils werden Metallpulverpartikel schichtweise und selektiv mit einem Laser umgeschmolzen. Somit erlaubt die additive Fertigung neue Freiheitsgrade in der Konstruktion von Bauteilen, die mit konventionellen Fertigungsverfahren nicht möglich sind.

Heute besteht eine der grössten Herausforderungen bei der additiven Fertigung in der Verringerung der Oberflächenrauheit, die aus der Anhaftung angeschmolzener Metallpulverpartikel an der Bauteiloberfläche resultiert. Diese Oberflächenrauheit würde zu einer frühzeitigen Ermüdung dynamisch belasteter Bauteile führen, weshalb eine Nachbearbeitung zur Oberflächenglättung nötig ist. Diese erfolgt meist mit aufwendigen chemischen oder mechanischen Verfahren. Zukünftig könnten lasergestützte Polierprozesse zu einer effizienten Oberflächenglättung eingesetzt werden. Jedoch ist heute noch kein umfassendes Verständnis der Wirkmechanismen an der Bauteiloberfläche beim Laserpolieren additiv gefertigter Bauteile und deren Einfluss auf die Dauerfestigkeit vorhanden.

Im Oktober startet ein internationales Kooperationsprojekt zur lasergestützten Bearbeitung additiv gefertigter Metallbauteile. Ziel des Projektes ist die Erhöhung der Oberflächenqualität additiv gefertigter Bauteile mit einem Laserpolierprozess. Diese sollte die mechanischen Bauteileigenschaften verbessern und die Lebensdauer von Bauteilen verlängern. Das Projekt wird von der National Science Foundation (NSF) in den USA und von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) über drei Jahre gefördert. Gemeinsam mit der Universität Madison (Wisconsin, USA) arbeiten Wissenschaftler des BIAS - Bremer Institut für angewandte Strahltechnik an einem tieferen Verständnis der Wirkmechanismen und einem Modell der lasergestützten Oberflächenglättung.

11.10.2017