Chemisches Glätten

Durch chemisches Glätten erzielen Sie eine spritzgussähnliche Oberflächenqualität Ihrer 3D-Druck Bauteile. Neben einer verfeinerten Optik und Haptik verbessert Chemical Smoothing auch die mechanischen Eigenschaften 3D-gedruckter Teile und kann für eine Vielzahl von Materialien eingesetzt werden. Von der Reduzierung der Oberflächenrauigkeit bis zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit – entdecken Sie die Vorteile und Anwendungsbereiche von chemischem Glätten mit Plus Manufact, Ihrem Partner für hochwertigen 3D-Druck.

Chemical Smoothing - Definition und Funktionsweise

Chemisches Glätten, auch als Vapor Smoothing und Chemical Smoothing bekannt, ist eine moderne Methode zur Oberflächenveredelung von 3D-gedruckten Bauteilen. Diese Surface Technology ist darauf ausgerichtet, die Oberflächenrauigkeit und Schichtungseffekte dreidimensional gedruckter Teile erheblich zu reduzieren. Das Ziel: eine Oberfläche zu erstellen, die mit der Qualität von Spritzgussteilen vergleichbar ist. Geeignet ist chemisches Glätten für 3D-Druckverfahren, die auf thermoplastische Materialien wie Polyamide (PA), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Acrylnitril-Styrol-Acrylat (ASA) und Thermoplastisches Polyurethan (TPU) basieren.

Damit die Bauteile glatt werden, werden diese nach dem Druck in eine spezielle Glättungskammer, der sogenannten Vapor Smoothing Machine, überführt. In dieser Kammer durchlaufen die Teile grundsätzlich folgenden Prozess:

Erhitzung: Die gedruckten Teile werden erhitzt.
Hinzufügen und Verdampfung des Lösungsmittels: Ein spezielles Lösungsmittel wird in die Kammer gegeben und anschließend verdampft – der entstehende Dampf breitet sich auf allen Oberflächen der Teile aus.
Chemische Schmelze: Der Dampf verursacht eine kontrollierte chemische Schmelze an der Oberfläche der Bauteile. Dadurch werden Höhenund Tiefen reduziert, da sich das Material verflüssigt und gleichmäßig verteilt wird.
Absaugen des Lösungsmittels: Nach Abschluss des Prozesses wird das Lösungsmittel abgesaugt, sodass keine Rückstände verbleiben.
Trocknung: Zu guter Letzt erfolgt ein Trocknungsprozess, bei dem das verbliebene Lösungsmittel vollständig von der Oberfläche verdampft wird.

Im Vergleich zu älteren Glättungsmethoden, die oft auf Aceton basierten und hauptsächlich für FDM-Drucke geeignet waren, eignet sich Vapor Smoothing durch den Einsatz effizienter Chemikalien für moderne, auf thermoplastische Materialien basierende 3D-Druckverfahren.

Verfahren und Anwendungsbereiche von chemischem Glätten

Aufgrund seiner hohen Funktionalität und Kompatibilität mit verschiedenen Kunststoffen erstreckt sich die Anwendung des chemischen Glättens über verschiedene Branchen, in denen 3D-gedruckte Bauteile zum Einsatz kommen. Das schließt sowohl Branchen wie die Medizin- und Lebensmittelindustrie sowie den Maschinenbau und die Verpackungsindustrie mit ein, in denen die Bauteile hochkomplex und funktional sein müssen. Auch in der Luft- und Raumfahrt sowie der Automobilindustrie eröffnen sich durch das chemische Glätten neue Perspektiven für hochwertige und präzise gefertigte Bauteile.

Darüber hinaus eignet sich die Technologie ideal für Sichtteile und Designanwendungen, bei denen es auf ein glänzendes Finish und eine angenehme Haptik ankommt. Zudem spielt das chemische Glätten eine wichtige Rolle bei flüssigkeitsführenden Komponenten, da es Undichtigkeiten verhindert und somit eine optimale Funktion gewährleistet.

Chemisches Glätten bei 3D-Druckverfahren: Perfekte Oberflächen für SLS und MJF

Grundsätzlich wird chemisches Glätten bei 3D-Druckverfahren angewendet, die thermoplastische Materialien nutzen. Im Fokus stehen hierbei das Selektive Lasersintern (SLS) und das Multi Jet Fusion (MJF). Diese Verfahren kommen häufig bei der Verarbeitung von Polyamid (PA) und anderen Kunststoffen zum Einsatz, die nach dem Druck oft eine raue Oberflächenstruktur aufweisen. Das chemische Glätten zielt darauf ab, die Oberflächenrauheit und die sichtbaren Schichtungseffekte zu reduzieren, und bringt die gedruckten Teile auf das Niveau von Spritzgusskomponenten. Dank dieser Nachbearbeitungsoption können moderne 3D-Druckverfahren ihre vollen ästhetischen Qualitäten entfalten; die Bauteile zeichnen sich durch hochwertige, glatte Oberflächen aus.

Die Vorteile des Chemischen Glättens

Bei Plus Manufact machen wir uns die Besonderheiten des chemischen Glättens zunutze, um gedruckten Teilen eine ästhetisch ansprechende Optik sowie verbesserte funktionelle Eigenschaften zu verleihen. Diese Vorteile ermöglicht der Glättungsprozess:

Reduzierte Oberflächenrauigkeit und ebenmäßige Spritzguss-Optik
Entfernt Höhenund Tiefen
Verbesserung der Haptik
Erhöhte Biege- und Zugfestigkeit der Bauteile
Verbesserung der Gleitfähigkeit beweglicher Bauteile
Die Bauteile sind wasserabweisend und eignen sich für Anwendungen mit flüssigkeitsführenden Teilen
Chemikalienresistente Oberfläche
Vereinfachte Reinigung dank versiegelter Oberfläche
Geringe Anfälligkeit für Bakterien (FDA approved)
Schnelle und kostengünstige Ergebnisse im Vergleich zu anderen Nachbearbeitungsverfahren
Gleichmäßig reduzierte Oberflächenrauigkeit von Bauteilen mit komplexer Geometrie (z.B. Gewinde oder Kanäle)

Hohe Effizienz

70% Kostensenkung

Flexibel

Chemisches Glätten für mehr Dichte und Zuverlässigkeit

In der Fertigung von gas- oder flüssigkeitsführenden Komponenten mittels Multi Jet Fusion Verfahren entstehen häufig Bauteile mit hoher Dichte. Trotz dieser Dichte kann die Oberfläche porös sein, was unter Umständen zu undichten Stellen führt. Durch das additive Smoothing werden diese Oberflächen komplett geschlossen, sodass die Bauteile auch für Anwendungen geeignet sind, bei denen hohe Anforderungen an die Dichtigkeit gestellt werden. Das Verfahren verschafft den Bauteilen eine zusätzliche Verlässlichkeit, indem es die potenziellen Schwachstellen auf molekularer Ebene beseitigt.

Chemical Smoothing: Reduzierte Rauigkeit für Reinheit und Hygiene

Im pulverbasierten 3D-Druck entstehen häufig Bauteile mit rauen Oberflächen, die eine Herausforderung für die Reinigung darstellen, gerade in sensiblen Umgebungen wie Reinräumen, medizinischen Anwendungen oder bei sensiblen Anlagen. Mit chemischen Glättungsmethoden begegnen Sie diesen Herausforderungen effizient und nach modernen Maßstäben: Durch das Glätten der Oberfläche verringert sich die Oberflächenrauigkeit drastisch und schließt sämtliche Poren. Dies führt zum sogenannten hydrophoben Effekt (Lotoseffekt, Abperlen von Tropfen), der die Reinigung erleichtert und die mikrobielle Anhaftung minimiert. Damit eröffnet das chemische Glätten neue Perspektiven für den Einsatz von 3D-gedruckten Bauteilen in Umgebungen wie der Medizin-, Pharma- oder Lebensmittelindustrie, in denen Sauberkeit und hygienische Standards besonders wichtig sind.

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Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Wie ist die Funktionsweise von chemischem Glätten?

Beim chemischen Glätten handelt es sich um eine New Technology, bei der 3D-gedruckte Bauteile in einer Anlage einem verdampften Lösungsmittel ausgesetzt werden. Das Lösungsmittel kondensiert an der Oberfläche und führt zu einer partiellen Lösung („Schmelze“) der oft rauen Oberfläche. Durch die Verflüssigung der Oberfläche werden Poren geschlossen und Unebenheiten ausgeglichen, was in einer glatten, nahezu porenfreien Oberfläche resultiert.

Wie werden die Oberflächen beim 3D-Druck geglättet?

Die Glättung der Oberflächen bei 3D-Drucken erfolgt durch ein Verfahren namens chemisches Glätten oder Vapor Smoothing. Dabei werden die gedruckten Teile in einer Kammer einem verdampften Lösungsmittel ausgesetzt. Durch die gezielte chemische Reaktion werden raue Stellen geschmolzen und die Oberfläche des gesamten Bauteils geglättet.

Kann PLA chemisch geglättet werden?

Der Kunststoff PLA (Polylactid) kann ebenso durch chemisches Glätten behandelt werden.

Welche Kunststoffe werden durch chemisches Glätten glatter?

Kunststoffteile, die sich gut für das chemische Glätten eignen, sind unter anderem ABS, Polyamid (PA), PETG, PLA und TPU (Thermoplastisches Polyurethan). Diese Materialien reagieren positiv auf den Glättungsprozess, was zu einer verbesserten Oberflächenqualität führt.