Eine Sache, die beim Metall-3D-Druck immer wieder erwähnt wird, ist die Nachbearbeitung. Erwarten Sie beim Metalldruck einen Trend zu einem stärkeren Fokus auf die Nachbearbeitung, da dies ein entscheidender Schritt ist, der sich darauf auswirkt, ob Sie tatsächlich in die Massenproduktion gehen können. Man kann einen Produktionsprozess beliebig bis zur Serienfertigung optimieren, aber wenn die anschließende Nachbearbeitung nicht dem gleichen hohen Standard entspricht, wird es keine echte Serienfertigung geben. Der zweite Trend ist die Massenproduktion in der Raumfahrtindustrie. Wie die Presse schreibt, haben mehrere Raketenfirmen erfolgreich Hot-Fire-Tests durchgeführt, und wir sind nur noch wenige Monate davon entfernt, eine Rakete mit vollständig additiv gefertigter Brennkammer ins All zu bringen. Dies ist der Beginn der additiven Fertigungsserie von Brennkammern und anderen wichtigen Komponenten von Trägerraketen. Darüber hinaus wird die Massenproduktion in großem Maßstab das Problem des ökologischen Fußabdrucks der additiven Fertigung noch drängender machen. Energieeinsparpotenziale in der additiven Fertigung, Pulverrecycling und Fragen des Carbon Footprint werden nicht nur zur Imagefrage, sondern auch zu wirtschaftlich wichtigen Themen für Unternehmen der additiven Fertigung.
Derzeit konzentrieren sich Unternehmen, die in den Bereich des 3D-Drucks einsteigen, mehr auf Materialien oder Drucker selbst, und es gibt nicht viel Forschung zur Nachbearbeitung. Da bei der Nachbearbeitung traditionelle Techniken wie Schleifen, Polieren, Färben, Beschichten etc. zum Einsatz kommen, sind die entsprechenden Techniken sehr ausgereift.
Der von JR verwendete Nachbearbeitungsprozess wird als Dampfglättung bezeichnet, bei der das chemische Lösungsmittel zu Dampf erhitzt wird, damit es die Oberfläche des bedruckten Teils gleichmäßig bedeckt und die Oberfläche des bedruckten Teils durch eine chemische Reaktion glatt wird. Es ist für thermoplastische Materialien geeignet. Unter den aktuellen 3D-Druckmaterialien wird es hauptsächlich auf Nylonteile angewendet. Jeder, der ein gewisses Verständnis für 3D-Druck hat, weiß, dass sich die Oberfläche von 3D-Druck-Nylonteilen mattiert und körnig anfühlt. Nach dem Glätten mit Dampf kann die Oberfläche von Nylonteilen sehr glatt werden. Diese Technologie ist eigentlich nicht schwer zu implementieren und wird oft in der Nachbearbeitung verwendet. Die einfachste Dampfglättung ist mit einem Dampfgarer zu erreichen, der normalerweise zum Kochen verwendet wird, und die Erfahrung des Bedieners ist wichtiger.
Es scheint also, dass wir gute Arbeit geleistet haben, indem wir den ursprünglichen Dampfer in eine Dampfbox verwandelt haben, indem wir Sensoren und Mikrocontroller hinzugefügt haben, um den gesamten Prozess präziser und einfacher zu steuern. Tatsächlich ist dies nur ein Teil unserer Arbeit. Was wir wirklich tun, ist Integration und Automatisierung, was auch der Entwicklungstrend der 3D-Druck-Nachbearbeitung ist.
Im Bereich der traditionellen Fertigung hat sich der durchgängig automatisierte Workflow bestens etabliert. Spritzguss, CNC-Bearbeitung und Schmiedeprozesse sind alle in der Massenproduktion vollautomatisiert. Der 3D-Druck hat derzeit noch keinen so hohen Automatisierungsgrad. Beispielsweise ist es beim Dampfglätten der bedruckten Teile notwendig, die bedruckten Teile zuerst zu reinigen, was normalerweise manuell durch Arbeiter erfolgt. Wenn nach dem Dampfglätten eine Färbung erforderlich ist, muss es manuell bedient werden.
Daher ist die Kernarbeit von JR in den letzten Jahren die Integration und Automatisierung des Post-Processing-Prozesses. Jetzt kann unser System eine Reihe von Nachbearbeitungsaufgaben wie Pulverentfernung, chemisches Dampfglätten, Färben, Teilesortieren und Qualitätsprüfung realisieren, und es ist vollständig automatisiert.
Als nächstes können wir Anstrengungen in zwei Richtungen unternehmen. Eine besteht darin, unser Nachbearbeitungssystem und unser 3D-Drucksystem zu integrieren, um eine echte durchgängig automatisierte Produktion zu erreichen. Die andere soll mit mehr Materialien kompatibel sein, einschließlich Metall und duroplastischem Material.