Electropolishing of Internal Channels and Stents: Passivation and Gloss
Electropolishing of metal AM components: anodic dissolution in acid electrolytes, micro-peak leveling, mirror-finish inner surfaces for stents, and implants.
Electropolishing removes metal anodically in acid electrolytes. Preferential dissolution of micro-peaks produces mirror surfaces (Ra < 0.2 µm) and enriches chromium oxide passivation.
- Anodische Auflösung ebnet mikroskopische Schmelzspitzen kraft- und spannungsfrei ein.
- Spiegelglatte Innenflächen: Erreicht Innenkanäle, die für Fräser oder Bürsten unzugänglich sind.
- Chrom-Anreicherung: Erhöht das Cr/Fe-Verhältnis der Passivschicht auf über 2.0 für maximalen Korrosionsschutz.
- Eliminiert lose Partikel und Mikrograte vollständig – FDA-Voraussetzung für Blutkontakt-Implantate.
Technical Specifications & Comparison Matrix
ISO/ASTM 52900| Parameter | Standard Elektropolieren | Chemisches Ätzen (ohne Strom) | Strömungsschleifen (AFM) |
|---|---|---|---|
| Wirkprinzip | Anodische elektrochemische Auflösung | Reine chemische Säurereaktion | Mechanische Abrasivpaste |
| Stromquelle nötig | Ja (Gleichstrom bis 50 A/dm2) | Nein | Nein (Hydraulikzylinder) |
| Glanzgrad | Spiegelglanz (sehr hoch) | Matt bis seidenmatt | Glänzend in Flussrichtung |
| Eignung für feine Gitter | Exzellent (umspült alle Stege) | Sehr gut | Eingeschränkt (Druckverlust) |
| Materialabtrag | 5 - 30 µm (präzise steuerbar) | Schwer kontrollierbar | 20 - 100 µm |
Electrochemical Double Layer and Jacquet Theory
An der Bauteilanode bildet sich ein hochviskoser, metallionenreicher Flüssigkeitsfilm aus. Über den Rauheitsspitzen ist dieser Film deutlich dünner als über den Tälern. Der ohmsche Widerstand ist an den Spitzen geringer: Der Strom fließt konzentriert in die Spitzen, wodurch sie exponentiell schneller aufgelöst werden als die Vertiefungen. Das Profil glättet sich vollkommen verzugsfrei.
Internal Cathode Tooling for Conformal Cooling Passages
Da der elektrische Strom den Weg des geringsten Widerstands wählt, dringt das elektrische Feld nicht von selbst tief in enge Bohrungen ein (Faradayscher Käfigeffekt). Um gekrümmte Kühlkanäle innen zu polieren, werden flexible, isolierte Drahtkathoden durch den Kanal gezogen und der Elektrolyt durch den Kanal gepumpt. Dies glättet Kanäle ab 1.5 mm Durchmesser auf spiegelglatte Innenflächen.
Chromium Enrichment and Passivation per ASTM B912
Eisenatome lösen sich im Elektrolyten schneller als Chrom. Nach dem Elektropolieren besteht die oberste Atomlage aus nahezu reinem Chromoxid (Cr2O3). Das Verhältnis von Chrom zu Eisen (Cr/Fe) steigt von 0.7 auf über 2.5. Im Salzkammertest und bei pharmazeutischen CIP-Reinigungszyklen widerstehen elektropolierte 3D-Druckteile selbst aggressivsten Medien ohne Lochfraß.
Frequently Asked Questions (FAQ)
Können Titanbauteile elektropoliert werden?
Wie viel Wandstärke geht beim Elektropolieren verloren?
Werden auch Schweißspritzer entfernt?
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