Post-AM CNC Machining: Clamping Concepts and Datums
Guide to CNC post-machining of metal AM parts: zero-point clamping, 3D best-fit probing, flexible workholding, vibration damping of thin walls, and H7 bore tolerances.
Post-AM CNC machining finishes near-net-shape geometries to precision tolerances (H7, Ra < 0.8 µm). It requires zero-point workholding, 3D on-machine probing, and vibration damping fixtures.
- Mitgedruckte Referenzflächen (Datums) und Nullpunkt-Spannzapfen erleichtern das präzise Ausrichten auf 5-Achs-Fräsen.
- 3D-Best-Fit-Antastung kompensiert Fertigungstoleranzen und verteilt das Zerspanungsaufmaß homogen.
- Schwingungsdämpfung dünnwandiger bionischer Wände durch thermoplastische Stützharze oder elastomere Klemmbacken.
- Zerspanungsaufmaß von 0.8 bis 1.5 mm sichert sauberes Anschneiden unterhalb der rauen Randschicht.
Technical Specifications & Comparison Matrix
ISO/ASTM 52900| Spann- / Bearbeitungsstrategie | Standard Schraubstock | Formbacken aus 3D-Druck | Nullpunktspannsystem |
|---|---|---|---|
| Eignung für Freiformen | Mangelhaft (Druckstellen) | Sehr gut (formschlüssig) | Exzellent (höchste Wiederholgenauigkeit) |
| Rüstzeit pro Bauteil | 10 - 25 Minuten | 3 - 8 Minuten | < 1 Minute (Sekundenschnell) |
| Schwingungsneigung | Hoch bei Dünnwandteilen | Gering (flächige Dämpfung) | Gering |
| Positionierwiederholgenauigkeit | ± 0.05 mm | ± 0.02 mm | < 0.005 mm |
| Automatisierbarkeit | Manuell | Teilautomatisiert | Vollautomatisiert (Palettenroboter) |
Design for Machining: Clamping Tabs and Datum Features
Erfahrene DfAM-Konstrukteure fügen dem CAD-Modell temporäre Spanngeometrien hinzu: Abfräsbare Spannlaschen mit Passbohrungen, ebene Ansätze für Standard-Spannpratzen oder konische Zentrieraufnahmen. Nach Abschluss aller 5-Achs-Schlichtoperationen werden diese Hilfsgeometrien im letzten Zerspanungsschritt einfach abgetrennt.
On-Machine 3D Best-Fit Probing Algorithms
Da additive Bauteile leichte Schwindungs- und Verzugstoleranzen (± 0.2 mm) aufweisen, führt ein starres Antasten an einer Ecke dazu, dass an gegenüberliegenden Seiten das Aufmaß fehlt. Ein funkgesteuerter Messtaster (Renishaw, Blum) tastet 10 bis 20 Punkte auf der Rohkontur ab. Der CNC-Best-Fit-Algorithmus verschiebt und dreht das Maschinen-Koordinatensystem im Raum so, dass das Bearbeitungsaufmaß auf allen Funktionsflächen absolut gleichmäßig verteilt ist.
Chatter Suppression in Thin-Walled Additive Parts
Topologieoptimierte Bauteile besitzen filigrane Stege mit geringer Steifigkeit. Beim Fräsen regen Fräserzahn-Eingriffsfrequenzen gefährliche Ratterschwingungen an, was zu Riefen und Werkzeugbruch führt. Abhilfe schaffen formschlüssige Spannbacken aus Kunststoff, schwingungsdämpfende Hydrodehnspannfutter oder das temporäre Ausgießen von Hohlräumen mit niedrigschmelzenden Wismutlegierungen oder Spezialwachsen.
Frequently Asked Questions (FAQ)
Wie viel Zerspanungsaufmaß sollte man beim 3D-Druck vorsehen?
Wie verhalten sich 3D-Druckwerkstoffe beim Zerspanen?
Können Gewinde direkt 3D-gedruckt werden?
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