V aditivní výrobě často nejde jen o samotný tisk, ale především o následnou úpravu povrchu dílu, která zajistí odstranění stop po 3D tisku. Opravdu důležitý tedy bývá post-proces a účinný způsob finální povrchové úpravy.
Aditivní výroba, známá jako 3D tisk, patří mezi nejrychleji rostoucí průmyslové obory. Přináší neuvěřitelnou flexibilitu při výrobě dílů s komplexními geometriemi, což umožňuje vytvářet díly přesně podle specifikací. Spolu s těmito možnostmi ale přichází i potřeba řešit specifické aspekty, jako je povrchová úprava a kvalita tištěných dílů.
Jedním z hlavních problémů 3D tištěných dílů jsou mikrostrukturální defekty, jako je poréznost, nerovnoměrná struktura zrna a vměstky, které mohou negativně ovlivnit mechanické vlastnosti materiálu, včetně pevnosti a odolnosti vůči únavovému zatížení. Současně roste důraz na přesné dodržení rozměrových tolerancí a kvalitu povrchových úprav, které jsou zásadní pro zajištění dlouhé životnosti a správné funkčnosti dílů.
Pro zdokonalení povrchu se v průmyslu využívá řada technologií, které jsou voleny na základě materiálu, geometrie a funkčních požadavků dílu. Tvrdší materiály mohou vyžadovat více energie pro odstranění defektů, což někdy vede k nežádoucím deformacím povrchu. Klíčová je také konzistence povrchové úpravy, zejména u velkých sérií, kde i malé odchylky mohou ovlivnit celkovou funkčnost dílů. Významnou roli hraje i ekologie procesů povrchových úprav, která přináší další specifické výzvy. Tyto technologie se pohybují od tradičních mechanických metod, jako je diskové nebo vlečné omílání, až po moderní techniky bezkontaktní povrchové úpravy, které zajišťují přesnou a efektivní finalizaci povrchů 3D tištěných dílů.
Co tedy patří mezi tradiční mechanické metody povrchové úpravy?
Diskové omílání probíhá tak, že díly jsou umístěny do procesní nádoby spolu s brusnými nebo lešticími médii. Během rotace nádoby vznikají odstředivé síly, které způsobují intenzivní tření mezi díly a médii. Tento proces umožňuje rychlé vyhlazení, sjednocení a vyleštění povrchu dílů v relativně krátkém čase.
Na druhou stranu vlečné omílání funguje trochu jinak. Obrobky jsou jednotlivě upevněny a vlečeny vysokou rychlostí procesními médii. Tímto způsobem je dosaženo vysokého kontaktního tlaku mezi obrobky a médii, což vede k velmi efektivním výsledkům ve velice krátkém čase.
Proudové omílání pak nabízí další možnost, kde jsou obrobky jednotlivě upnuty a ponořeny do rotující nádoby s brusnými či lešticími médii. Obráběcí proces vzniká obtékáním těchto médií kolem rotujícího obrobku, což umožňuje dosáhnout extrémně jemného povrchu s drsností až Ra 0,01 μm během velmi krátkého času.
Mechanické omílání je osvědčený způsob finální úpravy dílů, který se efektivně používá k odstranění povrchových nerovností, sjednocení povrchu a jeho následnému vyleštění. Tento jednoduchý proces zajišťuje skvělé výsledky v mnoha případech, často dostatečné pro dosažení požadované kvality povrchu.
Je vám to stále málo? Chcete, aby byl povrch vašich dílů ještě lepší a dokonalejší?
Zkuste do svého post-procesu zařadit jako tajnou ingredienci i ELEKTROFINIŠOVÁNÍ, které zaručí dosažení naprosto perfektního povrchu a oslnivého lesku kovových dílů i v nepřístupných oblastech. Elektrofinišování funguje na principu vedení elektrického proudu od obráběného dílu, který tvoří v elektrickém obvodu anodu, ke katodě přes elektrolytické médium. Elektrický proud způsobí oxidaci kovových iontů na povrchu součásti a jejich rozpuštění v elektrolytu. Otřepy a další vrcholy drsnosti tak erodují v jevu známém jako anodické vyrovnávání. Přednostní odstranění vyčnívajících částí povrchové struktury vede k hladšímu povrchu kovu. Tento proces rozpouští extrémně malé, přísně kontrolované množství kovu, takže dokáže udržet úběr materiálu na úrovni mikrometrů.
Jaké jsou hlavní benefity elektrofinišování?
Můžeme nalézt několik výhod, které přispívají k vysoké kvalitě povrchové úpravy kovových dílů. Díky procesu dochází k dosažení dekorativního vzhledu s rovnoměrně rozjasněným povrchem a vysokým leskem, což zlepšuje estetickou hodnotu dílů. Mikroskopická hladkost povrchu vzniká vyrovnáním vrcholů a prohlubní drsnosti. Tento proces také neohýbá, nenamáhá ani nepoškozuje krystalickou strukturu kovu. Další výhodou je odstranění otřepů na mikroskopické úrovni, což zabraňuje jejich případnému vylomení. Elektrofinišování rovněž zajišťuje ultra čistý povrch dílů, což usnadňuje sterilizaci a zvyšuje jejich odolnost proti korozi. Homogenní povrch, který proces vytváří, snižuje tření a zlepšuje těsnění, což prodlužuje životnost dílů v pohybu. Technologie je ideální také pro křehké díly, které by při mechanickém zpracování mohly být poškozeny. Navíc umožňuje vyleštění i těžko dostupných vnitřních částí, aniž by došlo k jakémukoli poškození.
I tento proces má svá omezení. Zlepšení drsnosti povrchu může být maximálně 50 %. Pokud má například čerstvě obrobený díl povrchovou drsnost Ra 80 μm, nejlepšího výsledku, kterého lze elektrolytickým leštěním dosáhnout, je zlepšení na Ra 40 μm (50 %). Specifické požadavky na proces, materiál a ekonomičnost mohou v některých případech vést ke kombinaci elektrofinišování s mechanickým omíláním a přinést tak nový standard kvality povrchu. Tento synergický přístup poskytuje výrazně lepší povrchové vlastnosti, jako je zvýšený lesk i v nepřístupných záhybech a dosažení homogenního povrchu bez mikroškrábanců, a to i u velkých nebo složitě tvarovaných dílů.
Hledáte technologii pro finální povrchovou úpravu vašich dílů? Využijte odbornou podporu a nechte si zdarma otestovat zkušební vzorky.
Využijte Testovací centrum OTEC v Německu, které nabízí širokou škálu řešení pro úpravu povrchu. Pro zájemce z České republiky a Slovenska je exkluzivním distributorem technologií OTEC společnost ADVANTAGE-FL.CZ s.r.o.
Advantage-fl.cz s.r.o. | U Trati 970/38, 100 00 Praha 10
Web: www.advantage-fl.cz | Telefon: +420 605 216 756 | Email: info@advantage-fl.cz
