Ultraschall entfernt Stützstrukturen additiv gefertigter Bauteile

Die Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien IAPT zeigt auf der Formnext 2026 (17.-20.11.2026 in Frankfurt) am Stand 120-C51 ein neues Verfahren zum Entfernen der Stützstrukturen von additiv gefertigten Bauteilen aus Metall. Das Vorgehen nutzt hochfrequente mechanische Schwingungen im Ultraschallbereich für einen automatisierten Entstützungsprozess. Neben höherer Arbeitssicherheit, Zeit- und Kostenersparnis ermöglicht das neue Verfahren Prozessstabilität, Reproduzierbarkeit und konsistente Qualität.

Aufwand, Kosten und Risiken bei der Entfernung von Stützstrukturen

Das Entfernen von Stützstrukturen zählt zu den aufwändigsten Arbeitsschritten in der Nachbearbeitung additiv gefertigter Bauteile. Filigrane oder innenliegende Strukturen komplizieren den Prozess.

Die manuelle Entfernung der Stützstrukturen bindet Personal und unterliegt schwankender Qualität. Darüber hinaus bergen die Arbeitsumstände Gesundheits- und Sicherheitsrisiken für Mitarbeitende, etwa durch die Freisetzung feiner Metallpulverpartikel.

Automatisiertes Entfernen von Stützstrukturen

Ein vom Fraunhofer IAPT entwickeltes Verfahren automatisiert das aufwändige Entfernen von Stützstrukturen. Das Vorgehen nutzt eine effiziente Kopplung zwischen Bauteil und Ultraschallsystem. Dabei werden hochfrequente mechanische Schwingungen vom Ultraschallsystem auf das Bauteil und insbesondere die Stützstrukturen übertragen.

Das Team des Fraunhofer IAPT kombiniert für die neue Methode bauteilspezifische Schwingungsanregungen mit speziell angepassten Stützstrukturdesigns. Die Kombination erzeugt gezielt Resonanzeffekte in den Stützstrukturen und induziert lokale Spannungsspitzen an den Anbindungsstellen zum Bauteil. Das führt zu einem kontrollierten Bruchverhalten im Resonanzbereich. Die Stützstrukturen lösen sich ohne manuelle Eingriffe innerhalb weniger Minuten rückstandslos vom Bauteil.

Ultraschallbasiertes Verfahren bereits zum Patent angemeldet

Das neue Verfahren resultiert aus dem Forschungsprojekt Sonodent, das im Mai 2026 vom Fraunhofer-Leistungszentrum IAMHH eine Förderung erhalten hat. Die Lösung nutzt kostengünstige technische Geräte und beschleunigt die Entfernung von Stützstrukturen erheblich. Die Anmeldung zum Patent ist bereits erfolgt.

Neben dem Einsatz in der Dentaltechnik lässt sich das Verfahren auch branchenübergreifend anwenden und auf sämtliche 3D-Druck-Verfahren mit Stützstrukturen übertragen. Es erzielt Effizienzsteigerungen, Reproduzierbarkeit, hohe Qualität und eine Verbesserung der Arbeitssicherheit. Das neue Verfahren ebnet der Additiven Fertigung den Weg in die industrielle Anwendung.

(Quelle: Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien IAPT)