AdditiveTalk #06 · Emil Wörgötter · DyeMansion

Vom Rohteil zum Endprodukt: Warum Postprocessing im industriellen 3D-Druck entscheidend ist

Wann ist ein 3D-gedrucktes Bauteil eigentlich fertig? Arthur Kopp spricht bei DyeMansion in München mit Emil Wörgötter darüber, warum Entpulvern, Strahlen, Färben und chemisches Glätten bei SLS- und MJF-Bauteilen ein fester Teil der industriellen Prozesskette sind.

Gast: Emil Wörgötter DyeMansion Postprocessing · SLS · MJF · Oberfläche
Emil Wörgötter von DyeMansion bei AdditiveTalk
Folge #06Emil Wörgötter · DyeMansion

Aus dem gedruckten Rohteil wird ein Endprodukt

Entpulvern, Verdichtungsstrahlen, chemisches Glätten und Färben entscheiden darüber, wie sich ein Bauteil später anfühlt, reinigen lässt und funktional eingesetzt werden kann.

  • Postprocessing
  • Chemisches Glätten
  • Färben
  • Serienfertigung
Diese Seite gehört zu einer Podcastfolge. Arthur ist bei DyeMansion in München und geht mit Emil die komplette Nachbearbeitung von SLS- und MJF-Bauteilen durch.
Worum geht es?

Wann ist ein 3D-gedrucktes Bauteil eigentlich fertig? Direkt nach dem Druck, nach dem Entpulvern, nach dem Strahlen – oder erst dann, wenn Oberfläche, Farbe und Funktion exakt zur späteren Anwendung passen?

Gerade bei pulverbasierten Verfahren wie SLS und Multi Jet Fusion kommt ein Bauteil zunächst als Rohteil aus dem Fertigungsprozess. Pulverreste müssen entfernt werden und je nach Anwendung folgen weitere Schritte wie Verdichtungsstrahlen, Färben oder chemisches Glätten.

Arthur und Emil zeigen deshalb nicht nur, welche Verfahren es gibt. Entscheidend ist die Frage: Welche Nachbearbeitung benötigt ein Bauteil wirklich, damit daraus ein funktionales, reproduzierbares und hochwertiges Endprodukt wird?

Themen der Folge

Vier Fragen rund um das Postprocessing

Von der ersten Reinigung bis zur reproduzierbaren Serienoberfläche: Die Folge zeigt Postprocessing als festen Bestandteil der industriellen 3D-Druck-Prozesskette.

01

Wann ist ein Bauteil fertig?

Warum ein gedrucktes Rohteil je nach Anwendung noch mehrere Prozessschritte benötigt.

02

Welche Verfahren gibt es?

Entpulvern, Verdichtungsstrahlen, chemisches Glätten und Färben im direkten Vergleich.

03

Welche Oberfläche passt?

Warum glatt nicht automatisch besser ist und die spätere Funktion über den Prozess entscheidet.

04

Wie wird es serienfähig?

Reproduzierbare Farbe, definierte Rauheit und kontrollierte Prozessparameter für wiederkehrende Bauteile.

01 · Rohteil & Endprodukt

Warum ein 3D-gedrucktes Bauteil nach dem Druck oft noch nicht fertig ist

Gleich zu Beginn bringt Arthur die zentrale Frage auf den Punkt: Was macht ein 3D-gedrucktes Bauteil eigentlich zu einem fertigen Endprodukt?

Gerade bei SLS und Multi Jet Fusion beginnt nach dem eigentlichen Druckprozess ein weiterer wichtiger Teil der Prozesskette. Das Bauteil wird zunächst aus dem Pulverbett entnommen und auf seiner Oberfläche befinden sich noch Pulverreste, die entfernt werden müssen.

Erst danach lässt sich entscheiden, welche weiteren Anforderungen die spätere Anwendung stellt. Ein internes Betriebsmittel kann möglicherweise bereits nach Reinigung und Strahlen eingesetzt werden. Ein hochwertiges Sichtteil, eine Orthese oder ein Bauteil mit integrierten Fluidkanälen stellt dagegen völlig andere Anforderungen.

Postprocessing von SLS- und MJF-Bauteilen bei DyeMansion

Emil erklärt, dass Postprocessing im industriellen 3D-Druck deshalb weit mehr als eine rein optische Veredelung ist. Bei vielen Serienprodukten entscheidet die Nachbearbeitung darüber, ob eine Oberfläche gereinigt werden kann, Flüssigkeiten standhält oder dauerhaft in ihrer vorgesehenen Anwendung funktioniert.

Nicht jedes Bauteil braucht jedes Postprocessing – aber jedes Bauteil braucht genau die Oberfläche, die seine spätere Funktion verlangt.
02 · Die Prozessschritte

Entpulvern, Verdichtungsstrahlen, chemisch Glätten und Färben

Arthur geht mit Emil Schritt für Schritt durch die wichtigsten Verfahren der industriellen 3D-Druck-Nachbearbeitung.

01

Entpulvern & Reinigen

Anhaftendes Pulver wird automatisiert von der Bauteiloberfläche entfernt. Dieser Schritt bildet die Grundlage für jede weitere Nachbearbeitung.

02

Verdichtungsstrahlen

Kunststoffperlen reinigen die Oberfläche weiter, verdichten sie mechanisch und sorgen für einen gleichmäßigeren und hochwertigeren Eindruck.

03

Chemisches Glätten

Lösemitteldampf mobilisiert die obersten Polymerstrukturen. Die Oberfläche schließt sich, ohne dass klassisch Material abgetragen wird.

04

Färben

Für Sicht- und Serienbauteile sorgt ein kontrollierter Färbeprozess für eine definierte und reproduzierbare Produktoptik.

Beim Verdichtungsstrahlen bleibt eine gewisse Oberflächenstruktur erhalten. Gleichzeitig wirkt die Oberfläche homogener und ist weniger empfindlich gegenüber sichtbar unregelmäßigen Bereichen oder Kratzern.

Beim chemischen Glätten wird die Oberfläche dagegen versiegelt. Porositäten können geschlossen, die Wasseraufnahme reduziert und die Reinigbarkeit verbessert werden. Auch bei dynamisch belasteten Bauteilen kann die Glättung einen funktionalen Vorteil schaffen.

Besonders interessant ist der Prozess bei komplexen Geometrien. Während ein Strahlmedium physikalisch von außen auf das Bauteil treffen muss, kann ein Dampfprozess auch schwer erreichbare Bereiche und interne Kanäle erreichen.

Beim Färben wiederum reicht es für industrielle Serien nicht, ein Bauteil einfach nur „irgendwie schwarz“ zu bekommen. Farbrezeptur, Oberflächenzustand, Anlagenbeladung und vorherige Prozessschritte müssen kontrolliert werden, damit wiederkehrende Bauteile möglichst gleich aussehen.

Passend zum Podcast · KIT3D

Farbfinishing für SLS- und MJF-Bauteile

Bei KIT3D lässt sich die farbliche Nachbearbeitung direkt in den Fertigungsprozess integrieren – für Kleinserien, Serien und funktionale Kunststoffbauteile mit definierter Optik.

Farbfinishing entdecken ↗
03 · Strahlen oder Glätten?

Wann braucht ein Bauteil chemisches Glätten – und wann reicht Strahlen?

Eine der Fragen, die Arthur besonders interessiert, begegnet auch regelmäßig in realen Kundenprojekten: Wann ist welches Postprocessing überhaupt sinnvoll?

Vergleich verschiedener Oberflächen beim Postprocessing von 3D-Druck-Bauteilen

Eine glatte Oberfläche ist nicht automatisch besser als eine leicht strukturierte Oberfläche. Beim Verdichtungsstrahlen bleibt eine gewisse Struktur erhalten, während das Bauteil homogener und hochwertiger wirkt. Für viele industrielle Anwendungen ist genau das bereits der richtige Zustand.

Das chemische Glätten geht einen Schritt weiter. Die Oberfläche wird versiegelt und geglättet. Vorteile entstehen besonders bei Bauteilen, die regelmäßig gereinigt werden müssen, Flüssigkeiten oder Luft führen oder dauerhaft äußeren Einflüssen ausgesetzt sind.

Besonders anschaulich zeigen Arthur und Emil das beim sogenannten Kaffeetest. Ein unbehandeltes Bauteil nimmt Verschmutzungen stärker an der poröseren Oberfläche auf und lässt sich schwieriger reinigen. Von einer chemisch geglätteten Oberfläche perlt Flüssigkeit besser ab und Rückstände lassen sich leichter entfernen.

Arthur Kopp und Emil Wörgötter beim Praxistest von nachbearbeiteten 3D-Druck-Bauteilen

Betriebsmittel

Eine gereinigte und gestrahlte Oberfläche kann bereits vollständig ausreichen.

Fluid & Reinigung

Versiegelte Oberflächen können bei Kanälen, Flüssigkeiten und häufigem Reinigen funktional relevant werden.

Sichtprodukt

Bei Orthesen, Brillen oder Consumer-Produkten wird die Oberfläche zusätzlich Teil der wahrgenommenen Produktqualität.

Damit wird aus einer zunächst optischen Veränderung ein funktionaler Vorteil. Das gilt beispielsweise für Orthesen, Brillen, Greifer, Fluidbauteile oder Komponenten mit integrierten Kanälen.

Bei einer Orthese beeinflusst die Nachbearbeitung neben der Optik auch Reinigbarkeit und den Eindruck beim Anwender. Bei einem Greifer mit integrierten Luftkanälen kann eine versiegelte Oberfläche dagegen unmittelbar für die Funktion entscheidend sein.

Postprocessing wird nicht einfach am Ende auf ein fertiges Bauteil gesetzt. Oberfläche, Kanten, Schriften, Toleranzen und spätere Funktion sollten bereits bei der Bauteilentwicklung mitgedacht werden.
Passend zum Podcast · KIT3D

Chemisches Glätten für 3D-Druck-Bauteile

Für geeignete SLS- und MJF-Bauteile kann chemisches Glätten die Oberfläche versiegeln, die Reinigbarkeit verbessern und aus dem Rohteil ein deutlich hochwertigeres Endprodukt machen.

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04 · Serie & Reproduzierbarkeit

Warum reproduzierbare Oberflächen wichtiger sind als einfach nur „schön glatt“

Je stärker additive Fertigung in Richtung Serie geht, desto wichtiger wird nicht das perfekte Einzelteil, sondern ein Ergebnis, das bei hundert oder tausend Bauteilen kontrolliert wiederholt werden kann.

Beim Färben beeinflussen unter anderem Farbstoffkonzentration, Anlagenbeladung und Zustand der Oberfläche das spätere Ergebnis. Besonders helle Grau- oder Pastelltöne reagieren empfindlicher auf Schwankungen als ein kräftiges Schwarz.

Ähnlich verhält es sich beim chemischen Glätten. Eine stärkere Glättung kann die Oberfläche deutlich reduzieren und versiegeln. Gleichzeitig können sehr feine Kanten oder Schriftzüge an Schärfe verlieren. Wird dagegen nur eine leichte Versiegelung benötigt, ist eine maximal glatte Oberfläche nicht zwangsläufig sinnvoll.

01Oberflächenqualität über definierte und messbare Anforderungen beschreiben.
02Beladung, Farbe und Prozessparameter für wiederkehrende Serien kontrollieren.
03Glättungsintensität passend zu Kanten, Schriftzügen und Geometrie wählen.
04Druck, Reinigung, Strahlen, Glätten und Färben als zusammenhängende Prozesskette betrachten.

Damit wird Postprocessing zu einem festen Bestandteil der industriellen Serienfertigung und nicht zu einem kosmetischen Schritt am Ende.

Wann lohnt sich Postprocessing wirtschaftlich?

Emils Antwort folgt derselben Logik wie beim 3D-Druck selbst: Die Anwendung muss den zusätzlichen Prozess rechtfertigen. Wenn ein Bauteil seine Aufgabe bereits als gestrahltes Rohteil erfüllt, kann ein zusätzliches chemisches Glätten tatsächlich nur eine optische Veredelung sein.

Anders sieht es aus, wenn die Nachbearbeitung eine konkrete Funktion ermöglicht oder verbessert. Ein geglätteter interner Kanal kann Funktionsintegration unterstützen, eine versiegelte Oberfläche die Reinigung erleichtern und eine reproduzierbare Färbung aus einem technischen Rohteil ein hochwertiges Sicht- oder Serienprodukt machen.

Entscheidend ist deshalb nicht nur der Preis des einzelnen Nachbearbeitungsschritts, sondern der Gesamtwert der Anwendung.

Professionelles Postprocessing bedeutet nicht, möglichst viele Bearbeitungsschritte einzusetzen. Es bedeutet, genau die Prozesse kontrolliert umzusetzen, die das Bauteil für seine reale Anwendung benötigt.

Das gilt auch bei Anwendungen aus Lebensmittelproduktion oder bei Themen wie Biokompatibilität und Lebensmittelkontakt. Geprüfte Materialien, Lösemittel oder Prozessschritte schaffen eine wichtige Grundlage, bedeuten aber nicht automatisch, dass jedes daraus hergestellte Bauteil für die konkrete Anwendung zertifiziert ist. Am Ende muss die gesamte Prozesskette betrachtet werden.

05 · Rückblick

Was Arthur aus dem Gespräch mit Emil von DyeMansion mitnimmt

Eine der wichtigsten Erkenntnisse der Folge ist, dass die Qualität eines additiv gefertigten Bauteils nicht am Ausgang des 3D-Druckers endet.

Arthur Kopp und Emil Wörgötter bei AdditiveTalk bei DyeMansion

Gerade bei SLS und MJF besteht das fertige Produkt aus einer gesamten Prozesskette: Drucken, Entpulvern, Reinigen, Oberflächenbearbeitung, gegebenenfalls Glätten und schließlich Färben.

Welche dieser Schritte notwendig sind, entscheidet nicht die Technologie, sondern die Anwendung. Ein einfaches Betriebsmittel benötigt vielleicht nur eine saubere und robuste Oberfläche. Ein Sichtteil muss optisch überzeugen. Eine Orthese muss sich angenehm tragen und reinigen lassen. Ein Bauteil mit internem Kanal muss möglicherweise luft- oder flüssigkeitsführend funktionieren.

Für Arthur zeigt die Folge außerdem, wie wichtig es ist, Nachbearbeitung bereits früh in einem Kundenprojekt mitzudenken. Oberfläche, Toleranzen, Reinigbarkeit, Farbe und spätere Belastung sind keine Themen, die erst am Ende der Fertigung auftauchen sollten.

Aus dem Drucker kommt das Bauteil. Durch den richtigen Prozess danach entsteht das Endprodukt.
Arthurs Takeaways

Was aus der sechsten Folge hängen bleibt

Postprocessing ist kein optionales „Schönmachen“ nach dem 3D-Druck. Je nach Anwendung entscheidet die Nachbearbeitung über Reinigbarkeit, Oberfläche, Funktion, Produktqualität und Reproduzierbarkeit.

01
Das Rohteil ist nicht immer das Endprodukt.

Bei SLS und MJF beginnt nach dem Druck häufig ein weiterer entscheidender Teil der Prozesskette.

02
Die Anwendung bestimmt die Oberfläche.

Ein Betriebsmittel braucht andere Eigenschaften als eine Orthese, ein Sichtteil oder ein Fluidbauteil.

03
Chemisches Glätten kann funktional sein.

Versiegelung, Reinigbarkeit und interne Kanäle zeigen, dass eine glatte Oberfläche weit mehr als Optik sein kann.

04
Serien brauchen reproduzierbare Prozesse.

Farbe, Rauheit und Glättungsgrad müssen wiederholbar sein und sollten messbar definiert werden.

05
Postprocessing gehört in die Bauteilentwicklung.

Toleranzen, Kanten, Schriftzüge, Oberfläche und spätere Belastung sollten bereits vor der Fertigung berücksichtigt werden.

Emil Wörgötter von DyeMansion bei AdditiveTalk
Der Gast

Emil Wörgötter

Emil bringt in der sechsten AdditiveTalk-Folge die Perspektive aus dem Application Consulting bei DyeMansion ein. Gemeinsam mit Arthur geht er die einzelnen Schritte der Nachbearbeitung von SLS- und MJF-Bauteilen durch – von der Reinigung über das Verdichtungsstrahlen bis zum chemischen Glätten und Färben.

Im Mittelpunkt steht dabei immer die Anwendung: Welche Oberfläche wird tatsächlich benötigt, wie lassen sich Ergebnisse reproduzierbar herstellen und wann schafft Postprocessing einen funktionalen oder wirtschaftlichen Mehrwert?

Noch nicht gehört?Die komplette sechsten AdditiveTalk-Folge findest du auf Spotify und YouTube.

Du hast selbst eine Anwendung oder Erfahrung für AdditiveTalk?

Du arbeitest mit additiver Fertigung, hast einen Prozess aufgebaut oder eine Anwendung umgesetzt, über die mehr gesprochen werden sollte? Dann bring deine Perspektive mit zu AdditiveTalk und sprich mit Arthur über deine Erfahrungen.

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