Θα επηρεάσει η υποστήριξη σχεδίασης το κόστος επεξεργασίας ανάρτησης-;

1. Βασικές ιδέες που υποστηρίζουν τη σχέση σχεδιασμού και κόστους
Ο σχεδιασμός της μεταλλικής υποστήριξης τρισδιάστατης εκτύπωσης πρέπει να βρει έναν συμβιβασμό μεταξύ "σταθερής διαμόρφωσης" και "οικονομικής απόδοσης". Οι κύριες ιδέες πίσω από αυτό συνδέονται άμεσα με τα έξοδα της επεξεργασίας ανάρτησης:-
Η ιδέα πίσω από τον περιορισμό της περιοχής επαφής
Υπάρχουν τρεις τύποι επαφής μεταξύ στήριξης και εξαρτημάτων: επαφή επιφάνειας, επαφή γραμμής και επαφή σημείου. Η επιφανειακή επαφή μπορεί να κάνει τα πράγματα πιο σταθερά, αλλά κάνει την επεξεργασία{1}}αναρτήσεων πολύ πιο δύσκολη. Για παράδειγμα, οι βραχίονες αεροπορίας από κράμα τιτανίου με σχεδιασμό επιφανειακής επαφής έχουν υπολειπόμενη επιφάνεια στήριξης 12 cm², η οποία χρειάζεται 5 ώρες χειροκίνητης στίλβωσης για να καλύψει την απαίτηση τραχύτητας επιφάνειας Ra1,6 μm. Με σχέδιο επαφής σημείου, η υπολειπόμενη επιφάνεια είναι μόνο 2,3 cm² και ο χρόνος μηχανικής στίλβωσης είναι μόνο 40 λεπτά. Η εργασία του λέιζερ Suzhou Tianhong δείχνει ότι για κάθε μείωση 1 cm² στην επιφάνεια επαφής, ο χρόνος που απαιτείται για την επεξεργασία μετά την{11}}επεξεργασία μπορεί να μειωθεί κατά 15% έως 20%.
Ακριβής έλεγχος της κρίσιμης γωνίας
διάφορες διεργασίες έχουν διάφορες κρίσιμες γωνίες ανάρτησης: Η διαδικασία SLM συνήθως χρειάζεται υποστήριξη για δομές που κρέμονται σε λιγότερο από 30 μοίρες, ενώ η διαδικασία EBM μπορεί να χαλαρώσει την κρίσιμη γωνία σε 35 μοίρες επειδή λιώνει σε υψηλές θερμοκρασίες. Η προσαρμοστική μέθοδος σάρωσης της Leiming Laser κατέστησε δυνατή την εκτύπωση αναρτημένων δομών χωρίς υποστήριξη σε μικροσκοπικές γωνίες από 5 μοίρες έως 35 μοίρες αλλάζοντας την πυκνότητα ισχύος λέιζερ εν κινήσει. Αυτό μείωσε τον αριθμό των απαιτούμενων υλικών υποστήριξης κατά 78% και το κόστος της επεξεργασίας μετά-κατά 65%.
Η ιδέα της εξοικονόμησης υλικών
Η τιμή της σκόνης μετάλλου μπορεί να ανέλθει σε χιλιάδες γιουάν ανά κιλό και η σπατάλη υποστηρικτικών υλικών αυξάνει αμέσως τις τιμές. Χρησιμοποιώντας για παράδειγμα το κράμα με βάση το νικέλιο-Inconel 718, ο τυπικός σχεδιασμός υποστήριξης οδηγεί σε ποσοστό απορριμμάτων έως και 18%, ενώ η δομή στήριξης-όπως δέντρο που δημιουργείται από τη βελτιστοποίηση τοπολογίας μπορεί να διατηρήσει το ποσοστό απορριμμάτων κάτω από 5%. Ένα παράδειγμα εξαρτήματος κινητήρα αεροσκάφους δείχνει ότι ο βελτιωμένος σχεδιασμός στήριξης μειώνει το κόστος ενός μόνο τεμαχίου υλικού από 2300 γιουάν σε 850 γιουάν, πτώση 63%.
2. Βασικά στοιχεία που υποστηρίζουν το κόστος διεκπεραίωσης του σχεδιασμού-κατευθυνόμενης ανάρτησης-
Υποστήριξη του κινδύνου μόνιμου σωματικού τραυματισμού
Τα ελαττώματα του ιστού μπορεί να συμβούν όταν το στήριγμα και η διεπαφή του εξαρτήματος έχουν διαφορετικά ποσά θερμικής καταπόνησης. Όταν εκτυπώνετε με ανοξείδωτο χάλυβα 316L, μπορούν να σχηματιστούν χονδροειδείς στηλώδεις κρύσταλλοι εκεί που το στήριγμα του πλέγματος συναντά το στερεό. Αυτό κάνει την περιοχή 15% έως 20% πιο απαλή και μειώνει τη διάρκεια της κόπωσης κατά 40%. Για να απαλλαγείτε από αυτούς τους κρυφούς κινδύνους, η διαδικασία θερμικής επεξεργασίας πρέπει να είναι μεγαλύτερη, πράγμα που σημαίνει ότι το κόστος μετα-επεξεργασίας για ένα τεμάχιο θα αυξηθεί κατά 120 έως 180 γιουάν.
Το πρόβλημα της πρόσβασης της περίπλοκης δομικής υποστήριξης
Ο δίσκος στροβίλου στον κινητήρα αεροπορίας έχει εσωτερική διάμετρο καναλιού μόνο 2 mm. Η τυπική σχεδίαση στήριξης προκαλεί παραμόρφωση του τμήματος καναλιού κατά περισσότερο από 8%, η οποία πρέπει να διορθωθεί μέσω ηλεκτροχημικής διάλυσης. Αυτή η τεχνική χρειάζεται ένα διάλυμα νιτρικού οξέος 41 wt% για επεξεργασία στους 80 βαθμούς για 6 ώρες. Το κόστος ενός παράγοντα είναι 350 γιουάν και υπάρχει πιθανότητα ομοιομορφίας διάβρωσης.
Το κρυφό κόστος του να πρέπει να κάνεις πράγματα με το χέρι
Τα δεδομένα από την αυτοματοποιημένη γραμμή παραγωγής BMW IDAM δείχνουν ότι εξακολουθεί να απαιτείται χειροκίνητη παρέμβαση για να βοηθήσει στη διαδικασία αφαίρεσης, η οποία καταλαμβάνει το 35% των συνολικών ωρών επεξεργασίας μετά την-επεξεργασία. Το κόστος εργασίας φτάνει τα 2,8 εκατομμύρια γιουάν το χρόνο για μια γραμμή παραγωγής που παράγει 10.000 τεμάχια το χρόνο. Το σύστημα ρομπότ NetShape της Rivelin Robotics χρησιμοποιεί έλεγχο ανάδρασης δύναμης για να φτάσει σε ακρίβεια δύναμης επαφής επιπέδου 0,1N. Αυτό μειώνει την ανάγκη για χειροκίνητη παρέμβαση σε λιγότερο από 5% και εξοικονομεί περισσότερα από 2 εκατομμύρια γιουάν ετησίως.
3. Στρατηγικές στα σύνορα που βοηθούν στη βελτιστοποίηση του σχεδιασμού
Δομή που μπορεί να σταθεί μόνη της χάρη στον γενετικό σχεδιασμό
Με τη βοήθεια τεχνικών μηχανικής μάθησης, το λογισμικό Autodesk Netfabb μπορεί να κατασκευάσει αυτόματα δομές υποστήριξης βιομιμητικού πλέγματος. Αυτή η μέθοδος μείωσε το βάρος ενός δορυφορικού βραχίονα κατά 85% και απαλλάχθηκε από την ανάγκη για παραδοσιακή υποστήριξη. Άλλαξε επίσης τη διαδικασία μετα{3}επεξεργασίας από μηχανική επεξεργασία σε απλή θερμική επεξεργασία και μείωσε το κόστος ενός τεμαχίου κατά 1200 γιουάν.
Συνεργαζόμαστε για να βρούμε νέες ιδέες για συστήματα πολλαπλών-υλικών
Η τεχνολογία διμεταλλικής υποστήριξης της Belgian Materialise χρησιμοποιεί το γεγονός ότι το Inconel 718 και ο καθαρός σίδηρος οξειδώνονται με διαφορετικούς ρυθμούς στους 800 βαθμούς για να ξεκολλάει αυτόματα το στήριγμα. Αυτή η μέθοδος μειώνει την ποσότητα υποστήριξης που απομένει σε λιγότερο από 0,01 χιλιοστά, μειώνει τον χρόνο που απαιτείται για την επεξεργασία μετά την-από 48 ώρες σε 8 ώρες και εξοικονομεί 650 γιουάν ανά τεμάχιο.
Έλεγχος κλειστού βρόχου παρακολούθησης διεργασιών
Οι κάμερες υψηλής-ταχύτητας και οι αισθητήρες υπερύθρων στο σύστημα Siemens Process Sight παρακολουθούν το σχήμα της λιωμένης πισίνας σε πραγματικό χρόνο. Όταν υπάρχει πιθανότητα να μην υπάρχει επαρκής υποστήριξη, οι ρυθμίσεις λέιζερ αλλάζουν αυτόματα ή δημιουργείται επιπλέον υποστήριξη. Κατά την εκτύπωση ενός περίπλοκου τμήματος καναλιού ροής, η τεχνολογία μείωσε το ποσοστό ελαττωμάτων λόγω υποστήριξης από 18% σε 0,3%, γεγονός που εξοικονομούσε περισσότερα από 500.000 γιουάν ετησίως σε έξοδα επανεπεξεργασίας.