Prozessfenster und -strategien beim Laserstrahlpolieren von additiv gefertigten Metalloberflächen

Mithilfe der additiven Fertigungstechnologie des pulverbettbasierten Selective Laser Meltings (SLM) können metallische Werkstücke aus Aluminium, Stahl und Titan schichtweise aufgebaut werden. Daraus resultieren komplexe dreidimensionale Bauteile mit relativ hoher Formgenauigkeit. Allerdings ist die Oberflächenrauheit unzureichend, weshalb eine Nachbearbeitung nötig ist. Mithilfe des berührungsfreien Laserpolierens wird lokal die Randschicht umgeschmolzen. Hierbei werden Unebenheiten geglättet, ohne das Material abgetragen wird. Im Rahmen der Untersuchungen im LaserApplikationsZentrum konnte die Rauheit von Aluminium um mehr als 95 %, von 1.4404 Stahl um ca. 97 % relativ zur Ausgangsrauheit von Ra = 8,5 µm bzw. Ra = 12,5 µm gesenkt werden. Neben den gewählten Laserparameter wie Laserleistung, Vorschubgeschwindigkeit und Laserbetriebsmodus hat die Polierstrategie einen Einfluss auf die erzielbare Rauheit. Es zeigt sich eine Abhängigkeit zwischen der Bauteilorientierung im SLM-Bauprozess und Laserpolierrichtung. Die erzielbare Flächenrate mit gepulster und kontinuierlicher Laserstrahlung wurde in Abhängigkeit der Rauheit untersucht.