Oberflächenfinish von additiv gefertigten Titanlegierungen durch plasmaelektrolytisches Polieren ohne Vorbehandlungen

Die Einführung der additiven Fertigung von Ti-6Al-4V (Ti64) Legierungen hat die Produktion komplexer Geometrien für verschiedene industrielle Anwendungen erleichtert. Dennoch bleibt die inhärente Oberflächenrauheit von durch selektives Laserschmelzen (SLM) produzierten Bauteilen eine kritische Einschränkung, die das Ermüdungsverhalten, den Verschleiß, die Korrosion und die Einhaltung strenger Oberflächenqualitätsstandards, beispielsweise jener, die in hygienischen Anwendungen erforderlich sind, negativ beeinflusst. Konventionelle Nachbearbeitungsmethoden, die Schleifen und Elektrolysepolieren umfassen, sind häufig mehrstufig, arbeitsintensiv und auf gefährliche Elektrolyte angewiesen, was ihre Anwendung in bestimmten Bereichen einschränkt. In dieser Studie wurde das plasmaelektrolytische Polieren (PEP) als ein einstufiges Finish-Verfahren für 3D-gedruckte Ti64-Komponenten bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass PEP die Oberflächenrauheit effizient von anfänglichen Werten von etwa 9–10 µm auf bis zu 0,38–0,5 µm innerhalb eines Zeitrahmens von 15–20 Minuten, abhängig vom anfänglichen Oberflächenzustand, reduzierte. Diese Ergebnisse entsprechen den hygienischen Oberflächenanforderungen und gewährleisten die Verwendung umweltverträglicher Elektrolyte. Die Ergebnisse etablieren PEP als eine nicht-mechanische, effiziente und skalierbare Nachbearbeitungsstrategie für die additive Fertigung. Es hat das Potenzial, konventionelle mehrstufige Workflows zu ersetzen und erhebliche Einsparungen bei Kosten, Zeit und Umweltauswirkungen zu bieten.