Hintergrund
ActOn Finishing ist ein in Coventry ansässiges Unternehmen, das sich auf die Oberflächenveredelung von Metallteilen, hauptsächlich für die Automobilindustrie, spezialisiert hat.
Während einer Made in the Midlands-Veranstaltung im Jahr 2018 trat Ricoh 3D an ActOn Finishing heran, um herauszufinden, ob sie eine 3D-gedruckte Polymerverarbeitung ausprobieren würden.
Obwohl das Unternehmen über ein umfassendes Angebot an Oberflächenveredelungssystemen verfügte, war der Umgang mit additiv gefertigten Teilen Neuland für das Unternehmen.
Herausforderung
Da Ricoh 3D-Polymerteile in einer Vielzahl von Formen und Größen druckt, wollte das Unternehmen ein Rüttelsystem, das mehrere verschiedene Teile aufnehmen und gleichzeitig glatte Oberflächen erzielen kann.
“Wir wussten, dass die Technologie bereits in der Industrie eingesetzt wird, um 3D-gedruckte Teile aus Nylon zu glätten, aber wir wollten nicht einfach akzeptieren, dass die etablierte Methode auch für unser Polypropylenmaterial geeignet ist”, sagte Richard Minifie, Senior AM Engineer, Ricoh UK Products Ltd.
Lösung
Richard fügte hinzu: “Wir begannen, nach einem technischen Partner zu suchen, der Tests mit einer Reihe von Technologien und verschiedenen Medientypen durchführen würde, um aussagekräftige Daten zu erhalten, die es uns ermöglichen würden, den am besten geeigneten Glättungsprozess zu identifizieren, bevor wir die Technologie kaufen.”
ActOn demonstrierte, wie seine Gleitschleiftechnologie Oberflächen in einer Vielzahl von Zeiten glätten kann, aber nicht ohne ein paar Schluckaufs auf dem Weg.
Ricoh 3D hatte keine spezifischen Anforderungen an den Ra-Wert, sondern wählte das bevorzugte Finish und den Zeitrahmen auf der Grundlage der Anforderungen seiner Kunden.
Zu den Teilen, die ActOn zur Verfügung gestellt wurden, gehörten Teile von Stoßfängern, Außenspiegeln und Rotationszerstäubern, deren anfängliche Oberflächenrauhigkeit zwischen 3,6 und 13 Mikrometer lag.
Die Komponenten wurden zunächst eine Stunde lang in einer Centrifugal High Energy (CHE) Maschine bearbeitet.
Der Versuch wurde mit einem stark abrasiven Keramikmedium und einer konzentrierten flüssigen Verbindung durchgeführt, die wie ein Reiniger und Polierer wirkt. Damit wurde eine Oberflächenrauheit zwischen 1 und 3 Mikrometern erreicht, aber die Teile wurden leicht beschädigt, so dass ein mittelstark abrasiver Kunststoff anstelle eines stark abrasiven verwendet wurde.
Auch hier kam es zu Schäden, so dass der Einsatz von CHE ausgeschlossen wurde und ActOn auf seine Gleitschleifmaschinen zurückgriff.
Ergebnisse
Unter Verwendung der gleichen keramischen Medien und der flüssigen Masse wie beim ersten Versuch wurden die 3D-gedruckten Komponenten 20 Stunden lang in der ActOn Vibrierenden Schüsselmaschine bearbeitet und erzielten schließlich Teile, die keine Beschädigungen aufwiesen und mit einem Ra-Wert zwischen 0,5 und 3 Mikron gut aussahen.
Größere Teile wurden dann auch auf der ActOn Trog-Gleitschleifmaschine getestet, die sich ebenfalls als erfolgreich erwies.
Der Rotationszerstäuberkopf zum Beispiel begann mit 7,2 Mikron und wurde nach 4 Stunden in der Trough-Maschine auf 5,9 Mikron reduziert und nach weiteren vier Stunden wieder auf 3,7 Mikron, ohne sichtbare Nachteile.
Während der Nachbearbeitung zwischen 8 und 20 Stunden wurden Schäden an den dünneren Wandabschnitten der Teile festgestellt. Daher wurde Ricoh 3D empfohlen, 8 Stunden nicht zu überschreiten und eine Mischung aus den Größen der keramischen Schleifmittel, der konzentrierten flüssigen Verbindung zum Reinigen und Polieren und Wasser zu verwenden.
ActOn riet Ricoh 3D außerdem, eine Trennplatte zu verwenden, um größere Teile und kleinere Teile in zwei verschiedene Kammern zu trennen.
Zeugnis
Durch den Einsatz der Maschine von ActOn Finishing konnten die Kosten pro Teil gesenkt, konsistente Ergebnisse erzielt, die Investition innerhalb von 12 Monaten amortisiert und der Ra-Wert bei einigen Komponenten bis auf drei Mikrometer verbessert werden.
Ricoh war dankbar für die Tipps und entsprechend beeindruckt von den Ergebnissen.
“Als Ingenieure erfassen wir gerne viele Daten, um Prozesse zu beweisen und durch Experimente zu lernen”, sagte Minifie.
“Während dieses gemeinsamen Projekts konnten wir unser Wissen mit ActOn Finishing teilen, um schnell einen Glättungsprozess für SLS-gedruckte Teile zu entwickeln.
“Dieser offene Lernansatz ist für Ricoh sehr wichtig, da das erarbeitete Wissen einen Mehrwert für beide Seiten darstellt, was wiederum die Chancen für zukünftige gemeinsame Projekte erhöht.”