Qualität & Post-Processing W3D-TG-30 ISO/ASTM 52900 Validiert

Oberflächenfinish: Gleitschleifen, Elektropolieren & Hirtisieren

Methoden zur Oberflächenglättung additiver Metallbauteile: Ra-Reduktion von 15 µm auf unter 0,2 µm, Strömungsschleifen (AFM) und chemisches Entgraten.

Stand: 2026-03-22 Lesezeit: 8 min Fachredaktion Additive Fertigung
Executive Summary & Technische Kernaussagen Normativer Status: Valide

Im As-Built-Zustand weisen additiv gefertigte Metalle verfahrensbedingt raue Oberflächen auf: LPBF-Bauteile liegen typisch bei Ra 5 bis 15 µm, während DED- und WAAM-Bauteile Ra 30 bis 200 µm erreichen. Anhaftende Sinterpartikel und Schichtstufen mindern die Ermüdungsfestigkeit drastisch und bieten Angriffspunkte für Korrosion. Eine gezielte Kombination aus mechanischen (Gleitschleifen, Kugelstrahlen), strömungsmechanischen (AFM) und elektrochemischen Verfahren (Elektropolieren, Hirtisieren) glättet Oberflächen bis auf spiegelnde Ra < 0,2 µm.

  • As-Built Rauheit (Ra 10 µm) halbiert die Wechselfestigkeit gegenüber glatten Schmiedeteilen.
  • Elektropolieren und Hirtisieren glätten auch schwer zugängliche interne Kühlkanäle chemisch.
  • Kugelstrahlen (Shot Peening) induziert lebensdauerverlängernde Druckeigenspannungen in die Randschicht.
As-Built Rauheit Ra
5 - 15 µm (LPBF)
Ziel-Rauheit poliert
Ra < 0,2 µm
Ermüdungssteigerung
+ 40 % bis + 100 %
Kanalglättung
AFM & Hirtisieren

Technische Kennwerte & Verfahrensvergleich

ISO/ASTM 52900
Verfahren Erreichbare Rauheit Ra Zugänglichkeit Innenkonturen Materialabtrag / Maßänderung
Gleitschleifen (Trowalisieren) Ra 0,4 bis 0,8 µm Nur außen und große Öffnungen 10 bis 30 µm an Kanten
Elektropolieren Ra 0,1 bis 0,4 µm Bedingt (Kathodengeometrie nötig) Gleichmäßig 10 bis 25 µm
Hirtisieren (dynamisch chemisch) Ra 0,2 bis 0,5 µm Hervorragend (durchströmt Kanäle) Präzise steuerbar 10 bis 50 µm
Strömungsschleifen (AFM) Ra 0,05 bis 0,2 µm Perfekt für lineare Durchgangskanäle Partiell an Engstellen hoch
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Warum Oberflächenrauhigkeit die Lebensdauer halbiert

Jedes anhaftende Pulverkorn und jedes Schichttal (Staircase Effect) wirkt unter dynamischer Last als mikroskopische Kerbe mit massiven Spannungskonzentrationen. Ermüdungsrisse initiieren fast immer an der Oberfläche. Durch Entfernen der rauen Randschicht um 20 bis 40 µm steigt die Wöhler-Dauerschwingfestigkeit von Titan- und Nickelbauteilen um bis zu 80 %.

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Hirtisieren und AFM für unzugängliche Kühlkanäle

Mechanische Schleifkörper können gekrümmte Kühlkanäle von 2 mm Durchmesser nicht erreichen. Beim Hirtisieren wird das Bauteil in drei aufeinanderfolgende Elektrolytbäder getaucht: Das Medium durchströmt die Kavitäten, löst anhaftende Pulverpartikel elektromechanisch ab, egalisiert Spitzen und passiviert die Wandung ohne Wasserstoffversprödung.

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Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Muss der Materialabtrag beim Design berücksichtigt werden?
Ja. Wenn durch Elektropolieren oder chemisches Glätten 20 µm Material abgetragen werden, müssen kritische Wandstärken und Passungsaufmaße im CAD-Modell mit entsprechendem Offset konstruiert werden.

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