Nachbearbeitung im Metall-3D-Druck
- Entpulvern,
- Wärmebehandlung,
- spanende Nacharbeit,
- Oberflächenveredelung
- u.v.m.
- Eigene SLM-Fertigung
- Individuelle Beratung
- Nachbearbeitung aus einer Hand
- Zertifizierte Prozesse
Warum Nachbearbeitung im Metall-3D-Druck entscheidend ist
Ein Metallbauteil ist nach dem SLM-Prozess selten einbaufertig. Pulverreste, speziell in Kanälen, die Verbindung zur Bauplatte, Eigenspannungen im Material und die verfahrenstypische Oberfläche werden erst in der Nachbearbeitung adressiert.
Typische Ziele der Nachbearbeitung bei Metallbauteilen:
- Maßhaltigkeit und Passgenauigkeit an Funktionsflächen
- definierte Oberfläche für Funktion, Dichtheit oder Optik
- Eigenspannungen abbauen und Verzug vermeiden
- Gewinde, Passungen und Dichtsitze einbringen
Die Prozesskette nach dem Druck
Diese Schritte können zwischen Druckende und Auslieferung liegen. Nicht jedes Bauteil braucht alle – Entpulvern und Trennen von der Bauplatte betreffen dagegen jedes SLM-Bauteil.
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Entpulvern & wärmebehandeln
Unverschmolzenes Metallpulver wird vollständig aus dem Bauteil entfernt. Spannungsarmglühen baut Eigenspannungen ab,
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Trennen von der Bauplatte
Sägen oder Drahterodieren, anschließend wird die Trennfläche plan gearbeitet.
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Stützstrukturen entfernen
Mechanisches Entfernen und Nacharbeiten der Ansatzstellen an den betroffenen Flächen.
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Spanende Nacharbeit
CNC-Bearbeitung für Passungen, Bohrungen, Gewinde, Dicht- und Lagersitze nach technischer Zeichnung.
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Oberflächen-veredelung
Strahlen, Gleitschleifen oder Polieren – je nach Funktion und gewünschtem Erscheinungsbild.
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Prüfung und Dokumentation
Maßkontrolle und auf Wunsch Prüfbericht oder Messprotokoll zum Bauteil.
Unsicher, welche Nachbearbeitung Ihr Bauteil braucht?
Senden Sie uns Ihre CAD-Daten und Anforderungen. Wir prüfen Werkstoff, Geometrie, Toleranzen und notwendige Nachbearbeitung gemeinsam im Zusammenhang.
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Die Nachbearbeitungsverfahren im Detail
Was jeder Schritt bewirkt, wann er notwendig ist und was er für die Konstruktion bedeutet.
Entpulvern und Pulverhandling
Nach dem Druck haftet an jedem Bauteil unverschmolzenes Metallpulver, das vollständig entfernt werden muss. Kritisch sind innenliegende Kanäle, Hinterschneidungen und schwer zugängliche Hohlräume. Metallpulver ist gesundheitsschädlich, bei reaktiven Werkstoffen wie Aluminium und Titan zusätzlich leicht entzündlich, deshalb erfolgt die Handhabung in geschlossenen Systemen. Geschlossene Hohlräume ohne Entleerungsöffnung sind aus diesem Grund konstruktiv nicht zulässig.
Wärmebehandlung und Spannungsarmglühen
Der schichtweise Aufbau erzeugt Eigenspannungen im Bauteil, die zu Verzug oder Rissbildung führen können. Das Spannungsarmglühen baut diese Spannungen ab und macht das Bauteil dimensionsstabil. Sinnvoll ist der Schritt nach dem Entpulvern und vor dem Abtrennen von Bauplatte und Stützstrukturen, weil das Bauteil dabei noch fixiert ist. Zum Beispiel bei Titan Ti6Al4V ist eine Wärmebehandlung fester Bestandteil der Prozesskette, weil sie für ein formhaltiges Bauteil sorgt.
Trennen von der Bauplatte
Jedes SLM-Bauteil wird fest mit der Bauplatte verbunden gefertigt und muss anschließend abgetrennt werden, üblicherweise durch Sägen oder Drahterodieren. Die Trennfläche wird danach plan gearbeitet. Liegt an dieser Stelle eine Funktionsfläche, sollte sie in der Konstruktion mit Bearbeitungsaufmaß versehen und in der Zeichnung gekennzeichnet sein.
Stützstrukturen entfernen
Überhängende Bereiche unter etwa 45 Grad zur Bauplatte werden während des Drucks gestützt. Diese Strukturen werden mechanisch entfernt, die Ansatzstellen bleiben als sichtbare Spuren zurück und werden bei Bedarf nachgearbeitet. Wo Stützstrukturen liegen, entscheidet die Bauteilorientierung – deshalb lohnt es sich, das Bauteil so zu orientieren, dass Funktionsbereiche nicht gestützt werden müssen.
Strahlen
Strahlen ist die Standardausführung für Metallbauteile bei Rapidobject. Es entfernt Anhaftungen und Pulverreste und erzeugt eine gleichmäßige, matte Oberfläche über das ganze Bauteil. Für Bauteile, bei denen die funktionale Einsatzfähigkeit im Vordergrund steht, ist das in vielen Fällen die passende Ausführung.
Gewinde einbringen
Gewinde werden im SLM-Verfahren nicht mitgedruckt, sondern nachträglich geschnitten, gefräst oder gedreht. Im Bauteil müssen dafür das passende Kernloch und die Freistiche nach Norm vorhanden sein, zum Beispiel nach DIN 13-1 und DIN 76-1. Zusätzlich braucht das Bauteil eine sichere Einspannmöglichkeit und Freiraum für die Werkzeugbewegung.
Spanende Nachbearbeitung
Aus dem Druck erreicht das SLM-Verfahren eine Allgemeintoleranz von ±0,3 mm bis 100 mm Bauteilgröße und ±0,3 Prozent darüber. Engere Maße, definierte Passungen, Dicht- und Lagersitze sowie plane Anschlussflächen entstehen durch CNC-Bearbeitung: Fräsen, Drehen, Bohren und Reiben. Voraussetzung ist eine technische Zeichnung mit den geforderten Maßen und gekennzeichneten Funktionsflächen sowie ein Bearbeitungsaufmaß von etwa 1,0 mm an den betreffenden Stellen.
Polieren, Trowalisieren
Polieren erzeugt glatte bis hochglänzende Flächen. Sinnvoll ist es dort, wo die Oberfläche funktional wirkt – etwa bei Reibung, Strömung oder Dichtheit – und bei Sicht- und Designbauteilen.
Beim Trowalisieren oder Gleitschleifen werden Bauteile in einem Behälter mit Schleifkörpern bewegt. Das verrundet Kanten, glättet Flächen und erreicht auch Bereiche, die manuell schwer zugänglich sind.
Weitere Oberflächenbehandlungen sind auf Anfrage möglich.
Prüfung und Dokumentation
Zu jedem Auftrag ist auf Wunsch eine Dokumentation möglich, etwa ein Prüfbericht oder ein Messprotokoll zu den geforderten Maßen. Sinnvoll ist das bei Bauteilen mit engen Toleranzen, bei Serien und in regulierten Anwendungen. Rapidobject ist nach ISO 9001 zertifiziert.
Nachbearbeitung je Werkstoff
Die Standardausführung ist bei allen Werkstoffen gestrahlt. Unterschiede gibt es bei der Wärmebehandlung: Bei Titan Ti6Al4V ist sie fester Bestandteil der Prozesskette, weil sie die spezifizierten Werkstoffeigenschaften herstellt. Bei Aluminium AlSi10Mg, Edelstahl 1.4404, Bronze CuSn10 und Kupfer richtet sie sich nach Bauteil und Anwendung. Wie hochwertig eine Oberfläche ausfällt, hängt von der Orientierung im Bauraum und dem jeweiligen Werkstoff ab.
| Werkstoff | Standardausführung | Wärmebehandlung | Typische Veredelung |
|---|---|---|---|
| Aluminium AlSi10Mg | gestrahlt | anwendungsabhängig | Trowalisieren, CNC-Finish |
| Titan Ti6Al4V | gestrahlt | fester Bestandteil | CNC-Finish, Polieren |
| Edelstahl 1.4404 | gestrahlt | anwendungsabhängig | Trowalisieren, Polieren, CNC-Finish |
| Werkzeugstahl 1.2709 | gestrahlt | fester Bestandteil | CNC-Finish nach dem Härten |
| Inconel 718 | gestrahlt | fester Bestandteil | CNC-Finish |
| Bronze CuSn10 | gestrahlt | anwendungsabhängig | Polieren bis Hochglanz, Trowalisieren |
| Kupfer | gestrahlt | anwendungsabhängig | Polieren, CNC-Finish |
Welche Oberfläche passt zu Ihrem Bauteil?
Bei Metallbauteilen steht die funktionale Einsatzfähigkeit im Vordergrund: Maßhaltigkeit, Belastbarkeit und Passgenauigkeit. Die Oberflächenausführung richtet sich danach, welche Funktion die Fläche im Einbau übernimmt. Wir beraten Sie gern, welche nachbearbeitung für Ihr Bauteil sinnvoll ist.
Unterlagen zu Toleranzen, Daten und Bauräumen
FAQ
Häufige Fragen zur Nachbearbeitung im Metall-3D-Druck
Muss ein 3D-gedrucktes Metallteil immer nachbearbeitet werden?
Ja. Entpulvern und das Trennen von der Bauplatte sind bei jedem SLM-Bauteil notwendig. Ob zusätzlich Wärmebehandlung, spanende Nacharbeit oder eine Oberflächenveredelung erforderlich sind, hängt von Werkstoff, Geometrie, Toleranzanforderungen und Einsatzzweck ab.
Welche Nachbearbeitungsschritte bietet Rapidobject für Metallbauteile an?
Rapidobject bearbeitet SLM-Metallbauteile mit Entpulvern, Wärmebehandlung, Trennen von der Bauplatte, Entfernen der Stützstrukturen, spanender Nacharbeit inklusive Gewinden, Strahlen, Gleitschleifen, Polieren, Entgraten, Kennzeichnung sowie Prüfung und Dokumentation. Weitere Beschichtungen sind auf Anfrage möglich.
Wie wird Metallpulver aus Kanälen und Hohlräumen entfernt?
Das unverschmolzene Pulver wird nach dem Druck aus dem Bauteil entfernt, bei innenliegenden Kanälen über die dafür konstruierten Öffnungen. Diese sollten mindestens 3,0 mm groß sein, bei langen oder verzweigten Kanälen entsprechend größer. Geschlossene Hohlräume ohne Entleerungsöffnung sind nicht zulässig, da sich das Pulver dort nicht sicher entfernen lässt.
Warum kann eine Wärmebehandlung bei SLM-Bauteilen notwendig sein?
Der Laserschmelzprozess erzeugt Eigenspannungen im Bauteil. Manche Geometrien, zum Beispiel große Flächen und stark wechselnde Wandstärken können sich ohne Wärmebehandlung verziehen oder reißen. Das Spannungsarmglühen erfolgt sinnvollerweise vor dem Abtrennen von Bauplatte und Stützstrukturen.
Wie werden Stützstrukturen entfernt und was bleibt sichtbar?
Stützstrukturen werden mechanisch entfernt. An den Ansatzstellen bleiben Spuren auf der Oberfläche zurück, die bei Bedarf nachgearbeitet werden. Wo diese Stellen liegen, bestimmt die Bauteilorientierung – falls möglich sollten deshalb Stützstrukturen konstruktiv auf funktional unkritische Flächen gelegt werden.
Welche Oberflächen sind beim Metall-3D-Druck möglich?
Standard bei Rapidobject ist eine gestrahlte, gleichmäßig matte Oberfläche. Darüber hinaus sind Gleitschleifen für verrundete Kanten und ein einheitliches Bild, Polieren bis Hochglanz sowie CNC-Finish für definierte Funktionsflächen möglich. Dies und weitere Nachbearbeitungen auf Anfrage.
Welche Toleranzen erreicht ein Metallbauteil nach der Nachbearbeitung?
Direkt aus dem SLM-Prozess gilt eine Allgemeintoleranz von ±0,3 mm bis 100 mm Bauteilgröße und ±0,3 Prozent darüber. Engere Maße entstehen durch gezielte CNC-Bearbeitung der betreffenden Funktionsflächen. Voraussetzung ist eine technische Zeichnung mit den geforderten Maßen; die erreichbaren Werte stehen im Merkblatt Fertigungstoleranzen.
Können Gewinde nachträglich eingebracht werden?
Ja, und das ist im SLM-Verfahren der Regelfall: Gewinde werden nicht gedruckt, sondern geschnitten, gefräst oder gedreht. Im Bauteil müssen das passende Kernloch und die Freistiche nach Norm konstruiert sein, zum Beispiel nach DIN 13-1 und DIN 76-1. Das Einbringen wird separat beauftragt.
Wie viel Aufmaß muss für die Nachbearbeitung eingeplant werden?
An Flächen, die spanend bearbeitet werden, sollte im CAD-Modell ein Aufmaß von etwa 1,0 mm vorgesehen sein. Das betrifft Passbohrungen, Gewindebereiche, Lager- und Dichtsitze sowie Planflächen. Diese Bereiche gehören in der technischen Zeichnung als Funktionsflächen gekennzeichnet.
Beeinflusst die Nachbearbeitung die Maßhaltigkeit?
Ja. Strahlen und Gleitschleifen verändern die Oberfläche und verrunden Kanten, eine Wärmebehandlung kann das Maß geringfügig ändern. Deshalb werden enge Toleranzen an Funktionsflächen nach der Wärmebehandlung spanend hergestellt und nicht vorher.
Was treibt die Kosten der Nachbearbeitung?
Vor allem vier Faktoren: Menge und Lage der Stützstrukturen, Anzahl der Funktionsflächen mit engen Toleranzen, Zugänglichkeit innenliegender Bereiche für das Entpulvern und die geforderte Oberflächengüte. Alle vier lassen sich in der Konstruktion beeinflussen.
Gibt es eine Dokumentation zur Nachbearbeitung?
Auf Wunsch stellt Rapidobject einen Prüfbericht oder ein Messprotokoll zu den geforderten Maßen bereit. Sinnvoll ist das bei engen Toleranzen, bei Serien und in regulierten Anwendungen. Rapidobject ist nach ISO 9001 zertifiziert.
Was unterscheidet die Nachbearbeitung von Metall- und Kunststoffbauteilen?
Bei Metallbauteilen steht die funktionale Einsatzfähigkeit im Vordergrund: Maßhaltigkeit, Belastbarkeit und Passgenauigkeit. Dazu kommen Schritte, die es bei Kunststoffverfahren nicht gibt, etwa das Trennen von der Bauplatte und das Spannungsarmglühen. Einen Überblick über alle Verfahren und Werkstoffe gibt die Seite 3D-Druck-Nachbearbeitung.
Ihr Ansprechpartner
Welche Nachbearbeitung braucht Ihr Bauteil?
Senden Sie Ihr 3D-Modell und die Anforderungen an Oberfläche, Toleranzen und Einsatzbedingungen. Rapidobject prüft, welche Nachbearbeitungsschritte notwendig sind.
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Markus Prokscha
Experte für SLM
Metall-3D-Druck bei Rapidobject
+49 341 231 837 32
metall@rapidobject.com