Aufgabenstellung
In diesem Vorhaben soll ein effizientes, lasergestütztes Nachbearbeitungsverfahren für additiv gefertigte Bauteile aus thermoplastischen Kunststoffen entwickelt werden. Hierbei ist es das Ziel, die Funktionalität der additiv gefertigten Kunststoffbauteile signifikant zu verbessern und die Qualität von Spritzgussbauteilen hinsichtlich mechanischer Eigenschaften, Maßhaltigkeit und Oberflächenqualität annähernd zu erreichen, wobei gleichzeitig die Vorteile der Additiven Fertigung bezüglich Designfreiheit und ökonomischer und ökologischer Effizienz bei kleinen Losgrößen erhalten bleiben. Die Realisierung ermöglicht den Projektpartnern die Erschließung neuer Anwendungen der kunststoffverarbeitenden Additiven Fertigung, welche aufgrund zu hoher Kosten oder mangelnder Bauteilqualität bisher nicht bedient werden konnten.

Vorgehensweise
Der angestrebte Prozess nutzt einen Scanner-geführten CO2-Laser, welcher wahlweise gepulst oder kontinuierlich betrieben werden kann. Mit Hilfe gepulster Laserstrahlung kann das additiv gefertigte Bauteil mittels Laserablation subtraktiv nachbearbeitet werden, um Welligkeiten, Stufen, geometrische Abweichungen oder Produktionsfehler auszugleichen. Die im Rahmen der Toleranz auftretenden Mikrorauheiten können anschließend mit Hilfe kontinuierlicher CO2-Laserstrahlung durch sogenanntes Laserpolieren entsprechend der gewünschten Oberfläche vermindert werden. Der Schritt des Laserpolierens erlaubt nicht nur die Optimierung der Topographie (also Rauheit) des Bauteils, sondern beeinflusst auch die Morphologie der Oberfläche. So ist zu erwarten, dass durch den Umschmelzprozess oberflächliche Porosität und Defekte vermindert werden und sich die Kristallstruktur und auch der Kristallisationsgrad durch die hohen Heizraten bzw. Abkühlraten verändern. Entsprechend ist zu untersuchen ob, und wie weit durch diese Effekte die mechanischen Eigenschaften der resultierenden Bauteile verbessert werden können.