Nachverfestigungsverfahren für additiv gefertigte Bauteile

Ein neues Verfahren und eine dazugehörige Anlage zur Nachverfestigung von 3D-gedruckten Bauteilen, die „Ultrasonic Power Pressure System“ genannt wurde. Dazu wird das Bauteil in die Druckkammer unserer Anlage gelegt, diese verschlossen und die Hochdruckpumpe gestartet, um die Druckkammer mit Hydrauliköl zu befüllen und den Druck aufzubauen. Während sich der Druck aufbaut, wird eine Sonotrode zugeschaltet, um das Bauteil zusätzlich lokal mit Ultraschall zu beaufschlagen. In wenigen Sekunden ist der Zieldruck von mehreren Tausend Bar erreicht und wird über die gewünschte Bearbeitungszeit stabil gehalten. Das Bauteil wird an seiner Oberfläche durch den hohen isostatischen Druck oberhalb der Streckgrenze plastisch verformt und der überlagerte Ultraschall sorgt für eine größere Eindringtiefe der Druckbeaufschlagung. Die Hohlräume im Bauteilinneren werden dadurch geschlossen und zusätzlich Druckeigenspannungen in das Bauteil eingebracht. So erhöht sich die statische Festigkeit des Bauteils und vor allem auch dessen dynamische Belastbarkeit. Schon eine kurze Bearbeitungszeit von nur zwölf Minuten bringt eine Verbesserung der dynamischen Belastbarkeit um mehr als den Faktor 17. Das Verfahren lässt sich mit vielen Materialien und Bauteilen unterschiedlichster Geometrien kostengünstig und schnell durchführen und liefert im Vergleich zu bekannten Verfahren zur Nachverfestigung deutlich bessere Ergebnisse.