WO2019110826A2 - Method for removing metallic supporting structures from an additively manufactured metal component - Google Patents

Method for removing metallic supporting structures from an additively manufactured metal component Download PDF

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WO2019110826A2
WO2019110826A2 PCT/EP2018/084041 EP2018084041W WO2019110826A2 WO 2019110826 A2 WO2019110826 A2 WO 2019110826A2 EP 2018084041 W EP2018084041 W EP 2018084041W WO 2019110826 A2 WO2019110826 A2 WO 2019110826A2
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Selma Hansal
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Definitions

  • the present invention relates to a method for removing metallic support structures, sintered cake and / or Ableitfahen on an additively manufactured metal component, wherein the metal component is treated electrolytically in an acidic electrolyte, wherein the metal component is operated as an anode for a defined period of time. Furthermore, the invention relates to an electrolytic cell comprising an acidic electrolyte.
  • metal powder layers are selectively solidified by the energy of a laser or electron beam.
  • complex metal components can be produced with such production methods, with support structures being required, depending on the geometric shape, remaining behind.
  • a sinter cake may also remain on the metal component.
  • the raw metal component is provided with scavenging vanes to dissipate heat in respective component regions to avoid high temperature gradients during fabrication.
  • GB 2 543 058 A1 describes an electrochemical method for smoothing a metal component which has been made additive, wherein very high electrical voltages are used and different electrolytes of inorganic salts, inorganic acids or inorganic bases up to 25% by weight are added.
  • Object of the present invention is therefore to provide a method of the type described above, with which selectively support structures, sinter cake or Ableitfahen can be removed on the additively manufactured metal component.
  • This object is achieved by a method for removing metallic support structures, sinter cake and / or Ableitfahen on an additively manufactured metal component, wherein the metal component is treated electrolytically in an acidic electrolyte, wherein the metal component is operated as an anode over a defined period of time, characterized in that, over the defined period of time, a higher voltage is applied alternately alternately to the metal component and subsequently a lower voltage or a higher current density and subsequently a lower current density.
  • the entire period of the treatment is between 10 and 120, preferably 20 and 70 minutes, more preferably 30 to 60 minutes.
  • both the higher and the lower voltage amperage can be kept significantly lower than in GB 2,543,058 Al.
  • the lower voltage may be, for example, not more than 30 V, preferably not more than 10 V.
  • the higher voltage may e.g. not more than 60 V, preferably not more than 40 V.
  • the electrolyte must be acidic. Particularly good results have been achieved when the acidic electrolyte contains at least one halide, in particular chloride or fluoride. Chloride is particularly suitable for metal components made of iron (alloys), while fluoride shows good results for all metal components. Preferably, this is added in the form of dissolved HF 2, preferably NH4HF2. Preferably, HF 2 is added to the electrolyte in an amount between 0.5 and 1 mol / l, preferably 0.6 to 1.8 mol / l. The concentration of F is therefore preferably between 1 and 2 mol / l, preferably 1.2 to 1.6 mol / l.
  • the acidic electrolyte contains a sulfate or sulfonate.
  • the sulfate may be added, for example, in the form of sulfuric acid or a salt thereof.
  • Suitable sulfonate is, for example, methylsulfonic acid or a salt thereof.
  • the electrolyte contains a strong acid.
  • Preferred examples are sulfuric acid or nitric acid.
  • the electrolyte preferably contains at least 30% by volume of acid.
  • the method has proved particularly suitable for metal components and metallic support structures made of titanium or a titanium alloy.
  • An example of a suitable alloy would be TiAl6V4.
  • Other metals also suitable include aluminum alloys, nickel base alloys (preferably Inconel) or iron alloys.
  • sinter cake, support structures and metal component consist of the same metal.
  • the support structure, the sinter cake or the Ableitfahen were completely removed, while the geometry of the metal component itself was completely retained.
  • a metal component made of TiAl6V4 alloy (LPBF) was added to an electrolyte after additive fabrication and operated as an anode.
  • the electrolyte used was:
  • a metal component made of the TiAl6V4 (EBM) alloy was added to an electrolyte after additive fabrication and operated as an anode.
  • the electrolyte used was:
  • Step 1 The metal component was electrolyzed at 5V for 30 minutes.
  • Step 2 Over a period of 5 minutes at room temperature, the stress on the metal component was changed as follows:
  • a metal component made of TiAl6V4 alloy (LPBF) was added to an electrolyte after additive fabrication and operated as an anode.
  • the electrolyte used was:
  • Step 1 The metal component was electrolyzed at 5V for 30 minutes.
  • Step 2 Over a period of 5 minutes at room temperature, the stress on the metal component was changed as follows:
  • a metal component made of the TiAl6V4 (EBM) alloy was added to an electrolyte after additive fabrication and operated as an anode.
  • the electrolyte used was:
  • a metal component made of TiAl6V4 alloy (LPBF) was added to an electrolyte after additive fabrication and operated as an anode.
  • the electrolyte used was:
  • a metal component made of the alloy TiAl6V4 (EBM), the metal component after additive production in a solution was pretreated without electricity at room temperature for 20 minutes.
  • the solution contained the following components.
  • Step 2 The pretreated metal component was dissolved in an electrolyte of the composition 60% by volume of water
  • a metal alloy AlSilO Mg (LPBF) alloy was added to an electrolyte after additive fabrication and operated as an anode.
  • the electrolyte used was:
  • a metal alloy AlSilO Mg (LPBF) alloy was added to an electrolyte after additive fabrication and operated as an anode.
  • the electrolyte used was:
  • Example 9 Removal of Support Structures from a Metal Component Made of a Nickel-Based Inconel 718® (LPBF)
  • a metal component made of the nickel-based alloy Inconel 718® (LPBF) was added to an electrolyte after additive fabrication and operated as an anode.
  • the electrolyte used was:
  • a 316L stainless steel (LPBF) metal component was added to an electrolyte after additive fabrication and operated as an anode.
  • the electrolyte used was:
  • a metal component made of the aluminum alloy AlSilOMg (LPBF) was added to an electrolyte after additive production and operated as an anode.
  • the electrolyte used was:
  • EBM Metal component produced by "electron beam melting"

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Abstract

The invention relates to a method for removing metallic supporting structures, sinter cakes and/or lead-off lugs from an additively manufactured metal component, wherein the metal component is electrolytically treated in an acidic electrolyte, wherein the metal component is operated as an anode over a defined time period, wherein a higher voltage and subsequently a lower voltage or a higher current density and subsequently a lower current density are applied repeatedly over the defined time period to the metal component.

Description

VERFAHREN ZUM ENTFERNEN VON METALLISCHEN STÜTZSTRUKTUREN AN EINEM ADDITIV GEFERTIGTEN METALLBAUTEIL  METHOD OF REMOVING METALLIC SUPPORT STRUCTURES ON AN ADDITIVELY PREPARED METAL COMPONENT
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von metallischen Stützstrukturen, Sinterkuchen und/oder Ableitfahnen an einem additiv gefertigten Metallbauteil, wobei das Metallbauteil elektrolytisch in einem sauren Elektrolyten behandelt wird, wobei das Metallbauteil über einen definierten Zeitraum als Anode betrieben wird. Weiters betrifft die Erfindung eine elektrolytische Zelle, umfassend einen sauren Elektrolyten. The present invention relates to a method for removing metallic support structures, sintered cake and / or Ableitfahnen on an additively manufactured metal component, wherein the metal component is treated electrolytically in an acidic electrolyte, wherein the metal component is operated as an anode for a defined period of time. Furthermore, the invention relates to an electrolytic cell comprising an acidic electrolyte.
Hintergrund der Erfindung Background of the invention
Bei additiven Fertigungs verfahren zur Herstellung von Metallbauteilen wie das selektive Lasersintem, das selektive Laserschmelzen oder das selektive Elektronenstrahlschmelzen werden Metallpulverschichten selektiv mittels der Energie eines Lasers oder Elektronenstrahls verfestigt. Mit solchen Fertigungsverfahren können grundsätzlich komplexe Metallbauteile gefertigt werden, wobei je nach geometrischer Form Stützstrukturen erforderlich sind, die Zurückbleiben. Abhängig von den Fertigungsbedingungen kann auch ein Sinterkuchen am Metallbauteil Zurückbleiben. Gelegentlich wird das rohe Metallbauteil während der additiven Fertigung zur Vermeidung von hohen Temperaturgradienten während der Fertigung mit Ableitfahnen zur Ableitung von Wärme in entsprechenden Bauteilregionen ausgestattet. In additive manufacturing processes for the production of metal components such as selective laser sintering, selective laser melting or selective electron beam melting, metal powder layers are selectively solidified by the energy of a laser or electron beam. In principle, complex metal components can be produced with such production methods, with support structures being required, depending on the geometric shape, remaining behind. Depending on the production conditions, a sinter cake may also remain on the metal component. Occasionally, during additive manufacturing, the raw metal component is provided with scavenging vanes to dissipate heat in respective component regions to avoid high temperature gradients during fabrication.
Diese im fertigen Bauteil unerwünschten Stützstrukturen und Rückstände müssen nach Fertigung des Metallbauteils aufwändig entfernt werden, wobei neben mechanischen Verfahren wie Fräsen, Gleitschleifen und der Einsatz von Strahlmittel insbesondere für komplexe Metallbauteile elektrochemische Verfahren wie Elektropolierverfahren eingesetzt werden. These unwanted in the finished component support structures and residues must be laboriously removed after manufacture of the metal component, which are used in addition to mechanical methods such as milling, vibratory grinding and the use of blasting, especially for complex metal components electrochemical processes such as electropolishing.
GB 2 543 058 Al beschreibt ein elektrochemisches Verfahren zum Glätten eines Metallbauteils, welches additiv gefertigt wurde, wobei sehr hohe elektrische Spannungen eingesetzt und unterschiedliche Elektrolyten aus anorganischen Salzen, anorganischen Säuren oder anorganischen Basen bis zu 25 Gew.% zugesetzt werden. GB 2 543 058 A1 describes an electrochemical method for smoothing a metal component which has been made additive, wherein very high electrical voltages are used and different electrolytes of inorganic salts, inorganic acids or inorganic bases up to 25% by weight are added.
Die Selektivität des in GB 2 543 058 beschriebenen Verfahrens ist allerdings gering. Unebenheiten am Metallbauteil werden zwar ausreichend geglättet, allerdings gestaltet sich die Kontrollierbarkeit des Materialabtrags als schwierig. However, the selectivity of the process described in GB 2,543,058 is low. Although unevenness on the metal component is sufficiently smoothed, the controllability of material removal is difficult.
Kurzbeschreibung der Erfindung Brief description of the invention
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung bereitzustellen, mit welchem selektiv Stützstrukturen, Sinterkuchen oder Ableitfahnen am additiv gefertigten Metallbauteil entfernt werden können. Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Entfernen von metallischen Stützstrukturen, Sinterkuchen und/oder Ableitfahnen an einem additiv gefertigten Metallbauteil, wobei das Metallbauteil elektrolytisch in einem sauren Elektrolyten behandelt wird, wobei an das Metallbauteil über einen definierten Zeitraum als Anode betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass über den definierten Zeitraum an das Metallbauteil mehrfach abwechselnd eine höhere Spannung und anschließend eine geringere Spannung oder eine höhere Stromdichte und anschließend eine geringere Stromdichte angelegt werden. Object of the present invention is therefore to provide a method of the type described above, with which selectively support structures, sinter cake or Ableitfahnen can be removed on the additively manufactured metal component. This object is achieved by a method for removing metallic support structures, sinter cake and / or Ableitfahnen on an additively manufactured metal component, wherein the metal component is treated electrolytically in an acidic electrolyte, wherein the metal component is operated as an anode over a defined period of time, characterized in that, over the defined period of time, a higher voltage is applied alternately alternately to the metal component and subsequently a lower voltage or a higher current density and subsequently a lower current density.
Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass sich durch das abwechselnde Anlegen von höheren und niedrigeren Spannungen bzw. Stromdichten störende Strukturen wie der Sinterkuchen, die Stützstrukturen oder Ableitfahnen am Metallbauteil kontrollierter entfernen lassen, sodass das eigentliche Metallbauteil selbst weniger angegriffen wird. It has surprisingly been found that can be removed by the alternate application of higher and lower voltages or current densities disruptive structures such as the sinter cake, the support structures or Ableitfahnen on the metal component controlled, so that the actual metal component itself is less attacked.
Bevorzugt beträgt der gesamte Zeitraum der Behandlung zwischen 10 und 120, vorzugweise 20 und 70 Minuten besonders bevorzugt 30 bis 60 Minuten. Preferably, the entire period of the treatment is between 10 and 120, preferably 20 and 70 minutes, more preferably 30 to 60 minutes.
Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass das Anlegen der höheren Spannung für einen kurzen Zeitraum ausreicht. Konkret hat sich erwiesen, dass der Zeitraum von nicht mehr als 20 s, vorzugsweise nicht mehr als 5 s, ausreicht. Surprisingly, it has been found that applying the higher voltage is sufficient for a short period of time. Specifically, it has been found that the period of not more than 20 s, preferably not more than 5 s, is sufficient.
Noch überraschender war, dass das Anlegen unterschiedlicher Stromstärken für noch kürzere Zeiträume ausreicht. Zeiträume von unter 1 s können hier bereits ausreichen. Even more surprising was that the application of different current levels for even shorter periods sufficient. Periods of less than 1 s may already be sufficient here.
Mit dem gegenständlichen Verfahren können sowohl die höhere als auch die geringere Spannung Stromstärke deutlich niedriger gehalten werden, als in GB 2 543 058 Al . Die geringere Spannung kann zum Beispiel nicht mehr als 30 V, vorzugsweise nicht mehr als 10 V betragen. Die höhere Spannung kann z.B. nicht mehr als 60 V, vorzugsweise nicht mehr als 40 V betragen. With the subject method, both the higher and the lower voltage amperage can be kept significantly lower than in GB 2,543,058 Al. The lower voltage may be, for example, not more than 30 V, preferably not more than 10 V. The higher voltage may e.g. not more than 60 V, preferably not more than 40 V.
Der Elektrolyt muss sauer ausgebildet sein. Besonders gute Ergebnisse wurden erzielt, wenn der saure Elektrolyt wenigstens ein Halogenid, insbesondere Chlorid oder Fluorid enthält. Chlorid eignet sich besonders bei Metallbauteilen aus Eisen(legierungen), während Fluorid bei allen Metallbauteilen gute Ergebnisse zeigt. Bevorzugt wird dieser in Form von gelöstem HF2 vorzugsweise NH4HF2 zugesetzt. Bevorzugt wird HF2 in den Elektrolyten in einer Menge zwischen 0,5 und 1 mol/l, vorzugsweise 0,6 bis 1 ,8 mol/l zugesetzt. Die Konzentration an F beträgt folglich vorzugweise zwischen 1 und 2 mol/l, vorzugsweise 1,2 bis 1,6 mol/l. Auch ist es vorteilhaft, wenn der saure Elektrolyt ein Sulfat oder Sulfonat enthält. Das Sulfat kann z.B. in Form von Schwefelsäure oder einem Salz davon zugesetzt sein. Als Sulfonat kommt z.B. Methylsulfonsäure oder ein Salz davon in Frage. The electrolyte must be acidic. Particularly good results have been achieved when the acidic electrolyte contains at least one halide, in particular chloride or fluoride. Chloride is particularly suitable for metal components made of iron (alloys), while fluoride shows good results for all metal components. Preferably, this is added in the form of dissolved HF 2, preferably NH4HF2. Preferably, HF 2 is added to the electrolyte in an amount between 0.5 and 1 mol / l, preferably 0.6 to 1.8 mol / l. The concentration of F is therefore preferably between 1 and 2 mol / l, preferably 1.2 to 1.6 mol / l. It is also advantageous if the acidic electrolyte contains a sulfate or sulfonate. The sulfate may be added, for example, in the form of sulfuric acid or a salt thereof. Suitable sulfonate is, for example, methylsulfonic acid or a salt thereof.
Bevorzugt enthält der Elektrolyt eine starke Säure. Bevorzugte Beispiele sind Schwefelsäure oder Salpetersäure. Preferably, the electrolyte contains a strong acid. Preferred examples are sulfuric acid or nitric acid.
Bevorzugt enthält der Elektrolyt mindestens 30 Vol.% an Säure. The electrolyte preferably contains at least 30% by volume of acid.
Als besonders geeignet hat sich das Verfahren bei Metallbauteilen und metallischen Stützstrukturen aus Titan oder einer Titanlegierung erwiesen. Ein Beispiel einer geeigneten Legierung wäre TiAl6V4. Andere ebenfalls geeignete Metalle umfassen Aluminiumlegierungen, Nickelbasislegierungen (vorzugsweise Inconel) oder Eisenlegierungen. Unter The method has proved particularly suitable for metal components and metallic support structures made of titanium or a titanium alloy. An example of a suitable alloy would be TiAl6V4. Other metals also suitable include aluminum alloys, nickel base alloys (preferably Inconel) or iron alloys. Under
Ohnehin ist bevorzugt vorgesehen, dass Sinterkuchen, Stützstrukturen und Metallbauteil aus demselben Metall bestehen. In any case, it is preferably provided that sinter cake, support structures and metal component consist of the same metal.
Anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. The invention will be explained in more detail with reference to examples and comparative examples.
Für alle Beispiele gilt, dass nach der Behandlung die Stützstruktur, der Sinterkuchen oder die Ableitfahnen zur Gänze entfernt wurden, während die Geometrie des Metallbauteils selbst vollständig erhalten blieb.  For all examples, after the treatment, the support structure, the sinter cake or the Ableitfahnen were completely removed, while the geometry of the metal component itself was completely retained.
Beispiel 1: Example 1:
Entfernen von Stützstrukturen von einem Metallbauteil aus einer Titanlegierung TiA16V4 (LPBF)  Removal of Support Structures of a Titanium Alloy Metal Member TiA16V4 (LPBF)
Ein Metallbauteil aus der Legierung TiAl6V4 (LPBF) wurde nach additiver Fertigung in einen Elektrolyten gegeben und als Anode betrieben. Als Elektrolyt wurde verwendet:  A metal component made of TiAl6V4 alloy (LPBF) was added to an electrolyte after additive fabrication and operated as an anode. The electrolyte used was:
60 Vol% Wasser  60% by volume of water
40 Vol% H2SO4  40% by volume of H2SO4
33,3 g/l NH4HF2  33.3 g / l NH4HF2
Über einen Zeitraum von 30 min wurde bei Raumtemperatur die Spannung an der Anode wie folgt verändert:  Over a period of 30 minutes, the voltage at the anode was changed at room temperature as follows:
1 s bei 5 V  1 s at 5 V
1 s bei 25 V  1 s at 25 V
alternierend. Beispiel 2: alternately. Example 2:
Entfernen von Stützstrukturen von einem Metallbauteil aus einer Titanlegierung TiA16V4 (EBM)  Removal of Support Structures of a Titanium Alloy Metal Member TiA16V4 (EBM)
Ein Metallbauteil aus der Legierung TiAl6V4 (EBM) wurde nach additiver Fertigung in einen Elektrolyten gegeben und als Anode betrieben. Als Elektrolyt wurde verwendet:  A metal component made of the TiAl6V4 (EBM) alloy was added to an electrolyte after additive fabrication and operated as an anode. The electrolyte used was:
60 Vol% Wasser  60% by volume of water
40 Vol% H2SO4  40% by volume of H2SO4
33,3 g/l NH4HF2  33.3 g / l NH4HF2
Schritt 1 : Das Metallbauteil wurde für 30 Minuten bei 5 V elektrolysiert. Step 1: The metal component was electrolyzed at 5V for 30 minutes.
Schritt 2: Über einen Zeitraum von 5 min wurde bei Raumtemperatur die Spannung am Metallbauteil wie folgt verändert:  Step 2: Over a period of 5 minutes at room temperature, the stress on the metal component was changed as follows:
4 s bei 5 V  4 s at 5 V
1 s bei 35 V  1 s at 35 V
alternierend.  alternately.
Beispiel 3: Example 3:
Entfernen von Stützstrukturen von einem Metallbauteil aus einer Titanlegierung TiA16V4 (LPBF)  Removal of Support Structures of a Titanium Alloy Metal Member TiA16V4 (LPBF)
Ein Metallbauteil aus der Legierung TiAl6V4 (LPBF) wurde nach additiver Fertigung in einen Elektrolyten gegeben und als Anode betrieben. Als Elektrolyt wurde verwendet:  A metal component made of TiAl6V4 alloy (LPBF) was added to an electrolyte after additive fabrication and operated as an anode. The electrolyte used was:
60 Vol% Wasser  60% by volume of water
40 Vol% H2SO4  40% by volume of H2SO4
33,3 g/l NH4HF2  33.3 g / l NH4HF2
Schritt 1 : Das Metallbauteil wurde für 30 Minuten bei 5 V elektrolysiert. Step 1: The metal component was electrolyzed at 5V for 30 minutes.
Schritt 2: Über einen Zeitraum von 5 min wurde bei Raumtemperatur die Spannung am Metallbauteil wie folgt verändert:  Step 2: Over a period of 5 minutes at room temperature, the stress on the metal component was changed as follows:
4 s bei 5 V  4 s at 5 V
1 s bei 35 V  1 s at 35 V
alternierend.  alternately.
Beispiel 4: Example 4:
Entfernen des Sinterkuchens und der Stützstrukturen von einem Metallbauteil aus einer Titanlegierung TiA16V4 (EBM)  Removal of the Sinter Cake and Support Structures from a Titanium Alloy Metal Member TiA16V4 (EBM)
Ein Metallbauteil aus der Legierung TiAl6V4 (EBM) wurde nach additiver Fertigung in einen Elektrolyten gegeben und als Anode betrieben. Als Elektrolyt wurde verwendet:  A metal component made of the TiAl6V4 (EBM) alloy was added to an electrolyte after additive fabrication and operated as an anode. The electrolyte used was:
60 Vol% Wasser  60% by volume of water
40 Vol% H2SO4 33,3 g/l NH4HF2 40% by volume of H2SO4 33.3 g / l NH4HF2
Über einen Zeitraum von 30 min wurde bei Raumtemperatur die Spannung an der Anode wie folgt verändert: Over a period of 30 minutes, the voltage at the anode was changed at room temperature as follows:
4 s bei 5 V  4 s at 5 V
1 s bei 25 V  1 s at 25 V
alternierend.  alternately.
Beispiel 5: Example 5:
Entfernen des Sinterkuchens und der Stützstrukturen von einem Metallbauteil aus einer Titanlegierung TiA16V4 (LPBF)  Removal of the Sinter Cake and Support Structures from a Titanium Alloy Metal Member TiA16V4 (LPBF)
Ein Metallbauteil aus der Legierung TiAl6V4 (LPBF) wurde nach additiver Fertigung in einen Elektrolyten gegeben und als Anode betrieben. Als Elektrolyt wurde verwendet:  A metal component made of TiAl6V4 alloy (LPBF) was added to an electrolyte after additive fabrication and operated as an anode. The electrolyte used was:
60 Vol% Wasser  60% by volume of water
40 Vol% H2SO4  40% by volume of H2SO4
33,3 g/l NH4HF2  33.3 g / l NH4HF2
Über einen Zeitraum von 60 Minuten wurde bei Raumtemperatur die Spannung an der Anode wie folgt verändert:  Over a period of 60 minutes, the voltage at the anode was changed at room temperature as follows:
4 s bei 5 V  4 s at 5 V
1 s bei 25 V  1 s at 25 V
alternierend.  alternately.
Beispiel 6: Example 6:
Entfernen des Sinterkuchens von einem Metallbauteil aus einer Titanlegierung TiA16V4 (EBM)  Removing the Sintered Cake from a Titanium Alloy Metal Member TiA16V4 (EBM)
Ein Metallbauteil aus der Legierung TiAl6V4 (EBM) wurde das Metallbauteil nach additiver Fertigung in einer Lösung stromlos bei Raumtemperatur für 20 Minuten vorbehandelt. Die Lösung enthielt folgende Bestandteile.  A metal component made of the alloy TiAl6V4 (EBM), the metal component after additive production in a solution was pretreated without electricity at room temperature for 20 minutes. The solution contained the following components.
20 Vol% HNO3  20% by volume of HNO3
5 Vol% Flusssäure  5% by volume hydrofluoric acid
Schritt 2: Das vorbehandelte Metallbauteil wurde in einem Elektrolyten der Zusammensetzung 60 Vol% Wasser Step 2: The pretreated metal component was dissolved in an electrolyte of the composition 60% by volume of water
40 Vol% H2SO4  40% by volume of H2SO4
50 g/l NH4HF2 50 g / l NH 4 HF 2
elektrolytisch für 20 Minuten bei Raumtemperatur bei electrolytically for 20 minutes at room temperature
4 s bei 5 V  4 s at 5 V
1 s bei 25 V  1 s at 25 V
alternierend elektrolysiert. Beispiel 7: alternately electrolyzed. Example 7:
Entfernen anhaftende Pulverrückstände von einem Metallbauteil aus einer Aluminiumlegierung AlSilOMg (LPBF)  Removing adhering powder residues from an aluminum alloy metal component AlSilOMg (LPBF)
Ein Metallbauteil aus der Legierung AlSilO Mg (LPBF) wurde nach additiver Fertigung in einen Elektrolyten gegeben und als Anode betrieben. Als Elektrolyt wurde verwendet:  A metal alloy AlSilO Mg (LPBF) alloy was added to an electrolyte after additive fabrication and operated as an anode. The electrolyte used was:
50 Vol% Methansulfonsäure  50% by volume of methanesulfonic acid
50 Vol% Ethylenglykol  50% by volume of ethylene glycol
27 g/l NH4HF2  27 g / l NH4HF2
Für 30 Minuten wurde bei 65 °C die Stromdichte an der Anode wie folgt verändert: For 30 minutes at 65 ° C, the current density at the anode was changed as follows:
10 ms bei 3 A/dm2 10 ms at 3 A / dm 2
10 ms bei 9 A/dm2 10 ms at 9 A / dm 2
Beispiel 8: Entfernen anhaftende Pulverrückstände von einem Metallbauteil aus einer Aluminiumlegierung AlSilOMg (LPBF) EXAMPLE 8 Removal of Adhesive Powder Residues from an Aluminum Alloy Metal Component AlSilOMg (LPBF)
Ein Metallbauteil aus der Legierung AlSilO Mg (LPBF) wurde nach additiver Fertigung in einen Elektrolyten gegeben und als Anode betrieben. Als Elektrolyt wurde verwendet:  A metal alloy AlSilO Mg (LPBF) alloy was added to an electrolyte after additive fabrication and operated as an anode. The electrolyte used was:
50 Vol% Methansulfonsäure  50% by volume of methanesulfonic acid
50 Vol% 1 ,2-Propandiol  50% by volume 1, 2-propanediol
27 g/l NH4HF2  27 g / l NH4HF2
Für 30 Minuten wurde bei 65 °C die Stromdichte an der Anode wie folgt verändert: For 30 minutes at 65 ° C, the current density at the anode was changed as follows:
10 ms bei 3 A/dm2 10 ms at 3 A / dm 2
10 ms bei 9 A/dm2 10 ms at 9 A / dm 2
Beispiel 9: Entfernen von Stützstrukturen von einem Metallbauteil aus einer Nickelbasislegierung Inconel 718 ® (LPBF) Example 9: Removal of Support Structures from a Metal Component Made of a Nickel-Based Inconel 718® (LPBF)
Ein Metallbauteil aus der Nickelbasislegierung Inconel 718 ® (LPBF) wurde nach additiver Fertigung in einen Elektrolyten gegeben und als Anode betrieben. Als Elektrolyt wurde verwendet:  A metal component made of the nickel-based alloy Inconel 718® (LPBF) was added to an electrolyte after additive fabrication and operated as an anode. The electrolyte used was:
50 Vol% Wasser  50% by volume of water
12.5 Vol% HNO3 53 %  12.5% by volume of HNO3 53%
37.5 Vol% HCl 32 %  37.5% by volume of HCl 32%
Für 7 Minuten wurde das Potential an der Anode wie folgt verändert: For 7 minutes, the potential at the anode was changed as follows:
1000 ms bei 20 V  1000 ms at 20 V
4000 ms bei 3 V Beispiel 10: Entfernen von Stützstrukturen von einem Metallbauteil aus Edelstahl 316L (LPBF) 4000 ms at 3 V Example 10: Removing Support Structures From a 316L Stainless Steel Metal Component (LPBF)
Ein Metallbauteil aus Edelstahl 316L (LPBF) wurde nach additiver Fertigung in einen Elektrolyten gegeben und als Anode betrieben. Als Elektrolyt wurde verwendet:  A 316L stainless steel (LPBF) metal component was added to an electrolyte after additive fabrication and operated as an anode. The electrolyte used was:
50 Vol% Wasser  50% by volume of water
12.5 Vol% HNOs 53 %  12.5% by volume of ENTs 53%
37.5 Vol% HCl 32 %  37.5% by volume of HCl 32%
Für 7 Minuten wurde das Potential an der Anode wie folgt verändert: For 7 minutes, the potential at the anode was changed as follows:
1000 ms bei 20 V  1000 ms at 20 V
4000 ms bei 3 V  4000 ms at 3 V
Beispiel 11: Entfernen von Stützstrukturen von einem Metallbauteil aus der Aluminiumlegierung AlSilOMg (LPBF) EXAMPLE 11 Removal of Support Structures from a Metal Component of the Aluminum Alloy AlSilOMg (LPBF)
Ein Metallbauteil aus der Aluminiumlegierung AlSilOMg (LPBF) wurde nach additiver Fertigung in einen Elektrolyten gegeben und als Anode betrieben. Als Elektrolyt wurde verwendet:  A metal component made of the aluminum alloy AlSilOMg (LPBF) was added to an electrolyte after additive production and operated as an anode. The electrolyte used was:
60 Vol% Wasser  60% by volume of water
40 Vol% H2SO4  40% by volume of H2SO4
50 g/l NH4HF2  50 g / l NH4HF2
Für 10 Minuten wurde das Potential an der Anode wie folgt verändert: For 10 minutes, the potential at the anode was changed as follows:
1000 ms bei 20 V  1000 ms at 20 V
4000 ms bei 3 V  4000 ms at 3 V
Anmerkung: Annotation:
LPBF: Metallbauteil hergestellt durch„laser powder bed füsion“  LPBF: metal component manufactured by "laser powder bedfüsion"
EBM: Metallbauteil hergestellt duch„electron beam melting“ (Elektronen-Strahlschmelzen)  EBM: Metal component produced by "electron beam melting"

Claims

ANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Entfernen von metallischen Stützstrukturen, Sinterkuchen und/oder Ableitfahnen an einem additiv gefertigten Metallbauteil, wobei das Metallbauteil elektrolytisch in einem sauren Elektrolyten behandelt wird, wobei das Metallbauteil über einen definierten Zeitraum als Anode betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass über den definierten Zeitraum an das Metallbauteil mehrfach abwechselnd eine höhere Spannung und anschließend eine geringere Spannung oder eine höhere Stromdichte und anschließend eine geringere Stromdichte angelegt wird. 1. A method for removing metallic support structures, sinter cake and / or Ableitfahnen on an additively manufactured metal component, wherein the metal component is treated electrolytically in an acidic electrolyte, wherein the metal component is operated over a defined period of time as the anode, characterized in that over the defined Period to the metal component several times alternately a higher voltage and then a lower voltage or a higher current density and then a lower current density is applied.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Zeitraum 5 bis 120 Minuten, vorzugsweise 20 bis 70 Minuten beträgt. 2. The method according to claim 1, characterized in that the entire period is 5 to 120 minutes, preferably 20 to 70 minutes.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die höhere Spannung oder Stromdichte über einen Zeitraum von nicht mehr als 30 s, vorzugsweise nicht mehr als 5 s angelegt wird. 3. The method of claim 1 or claim 2, characterized in that the higher voltage or current density over a period of not more than 30 s, preferably not more than 5 s is applied.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die geringere Spannung nicht mehr als 30 V, vorzugsweise nicht mehr als 10 V bzw. die geringere Stromdichte 7 A/dm2, vorzugsweise nicht mehr als 4 A/dm2 beträgt. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the lower voltage not more than 30 V, preferably not more than 10 V or the lower current density 7 A / dm 2 , preferably not more than 4 A / dm second is.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die höhere Spannung nicht mehr als 60 V, vorzugsweise nicht mehr als 40 V bzw. die höhere Stromdichte 15 A/dm2, vorzugsweise nicht mehr als 10 A/dm2 beträgt. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the higher voltage is not more than 60 V, preferably not more than 40 V or the higher current density 15 A / dm 2 , preferably not more than 10 A / dm second is.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der saure Elektrolyt Cl und/oder F , im Fall von F vorzugsweise in Form von gelöstem NH4HF2 enthält. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the acidic electrolyte Cl and / or F, in the case of F, preferably in the form of dissolved NH 4 contains HF 2 .
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der saure Elektrolyt ein Sulfat oder Sulfonat enthält. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the acidic electrolyte contains a sulfate or sulfonate.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallbauteil und die metallische Stützstrukturen, der Sinterkuchen oder die Ableitfahne aus Titan oder einer Titanlegierung, einer Aluminiumlegierung, einer Nickelbasislegierung oder einer Eisenlegierung bestehen. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the metal component and the metallic support structures, the sinter cake or Ableitfahne made of titanium or a titanium alloy, an aluminum alloy, a nickel-based alloy or an iron alloy.
9. Elektrolytische Zelle, umfassend einen sauren Elektrolyten, in welchem sich ein additiv gefertigtes Metallbauteil mit metallischen Stützstrukturen, einem Sinterkuchen und/oder Ableitfahnen befindet, welches die Anode bildet, wobei eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, mit welcher über einen definierten Zeitraum an der Anode mehrfach abwechselnd eine höhere Spannung und anschließend eine geringere Spannung oder eine höhere Stromdichte und anschließend eine geringere Stromdichte angelegt wird. 9. An electrolytic cell, comprising an acidic electrolyte, in which an additively manufactured metal component with metallic support structures, a sinter cake and / or Ableitfahnen is, which forms the anode, wherein a control device is provided, with which a plurality of times over a defined period of time at the anode alternately a higher one Voltage and then a lower voltage or a higher current density and then a lower current density is applied.
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