Μπορεί ένας κατασκευαστής να χειριστεί τη θερμική επεξεργασία, το CNC και το φινίρισμα επιφανειών μετά από τρισδιάστατη εκτύπωση μεταλλικών εξαρτημάτων;

Λαμβάνετε μια παρτίδα μεταλλικών εξαρτημάτων τρισδιάστατης εκτύπωσης. Η γεωμετρία φαίνεται σωστή με την πρώτη ματιά, αλλά οι διαστάσεις είναι ελαφρώς αποκλίνουσες, η επιφάνεια είναι πολύ τραχιά για συναρμολόγηση και η υπολειπόμενη τάση προκαλεί αργότερα παραμόρφωση. Στη συνέχεια, πρέπει να στείλετε τα εξαρτήματα σε ένα κατάστημα θερμικής επεξεργασίας, μετά σε ένα κατάστημα CNC και μετά σε ένα σπίτι φινιρίσματος. Κάθε παραλαβή προσθέτει χρόνο μεταφοράς, κίνδυνο ζημιάς και επιχειρήματα σχετικά με το ποιος είναι υπεύθυνος όταν κάτι πάει στραβά. Το φυσικό ερώτημα είναι: μπορεί ένας κατασκευαστής πραγματικά να χειριστεί ολόκληρη την εκτύπωση αλυσίδας, τη θερμική επεξεργασία, το φινίρισμα CNC και την επιφανειακή επεξεργασία - έτσι ώστε τα εξαρτήματα να φτάνουν έτοιμα για χρήση;

Ναι, είναι δυνατόν. Το κλειδί είναι να επαληθευτεί ότι ο προμηθευτής κατέχει πραγματικά ή ελέγχει αυστηρά κάθε κρίσιμο βήμα αντί να αναθέτει απλώς υπεργολαβία τα πάντα. Αυτό το άρθρο εξηγεί γιατί απαιτείται σχεδόν πάντα η μετεπεξεργασία της τρισδιάστατης εκτύπωσης, τι κάνει κάθε σημαντικό βήμα και πώς να αξιολογήσετε έναν πραγματικό συνεργάτη μιας στάσης.

Η κατασκευή πρόσθετων μετάλλων παράγει εξαρτήματα σχεδόν σε σχήμα διχτυού, όχι τελικά εξαρτήματα. Οι σαν κατασκευασμένες επιφάνειες από τη σύντηξη λέιζερ σε σκόνη-κρεβάτι τυπικά παρουσιάζουν τραχύτητα στο εύρος Ra 8–35 μm ανάλογα με τον προσανατολισμό, με τις επιφάνειες που βλέπουν προς τα κάτω συχνά πιο τραχιές. Η ακρίβεια διαστάσεων είναι συνήθως ±0,05–0,1 mm-αποδεκτή για πολλά χαρακτηριστικά, αλλά ανεπαρκής για ακριβείς συναρμολογήσεις, επιφάνειες στεγανοποίησης ή καθίσματα ρουλεμάν.

Τρία πρακτικά προβλήματα παραμένουν μετά την εκτύπωση:

Υπολειμματική καταπόνηση από ταχεία τήξη και στερεοποίηση που μπορεί να προκαλέσει παραμόρφωση κατά τη διάρκεια ή μετά την αφαίρεση του στηρίγματος.

Τραχύτητα επιφάνειας και σκαλοπάτι που εμποδίζουν την αξιόπιστη συναρμολόγηση ή δημιουργούν διαδρομές διαρροής.

Ιδιότητες υλικού (πυκνότητα, ολκιμότητα, αντοχή σε κόπωση) που συχνά χρειάζονται βελτίωση μέσω θερμικής επεξεργασίας ή θερμής ισοστατικής συμπίεσης (HIP).

Χρειάζονται τα 3D εκτυπωμένα μέρη μετα-επεξεργασία;Στη μεγάλη πλειονότητα των λειτουργικών μεταλλικών εφαρμογών η απάντηση είναι ναι. Η μετα-επεξεργασία αντιπροσωπεύει συχνά το 30–60 % του συνολικού κόστους ανταλλακτικών και είναι το βήμα που μετατρέπει ένα τυπωμένο κενό σε χρησιμοποιήσιμο στοιχείο.

Ανακούφιση από το άγχος

Σχεδόν κάθε μεταλλικό τυπωμένο εξάρτημα επωφελείται από έναν κύκλο ανακούφισης του στρες πριν ή αμέσως μετά την αφαίρεση από την πλάκα κατασκευής. Αυτό μειώνει τον κίνδυνο παραμόρφωσης όταν αποκόπτονται τα στηρίγματα και σταθεροποιεί τη γεωμετρία για μεταγενέστερη κατεργασία.

HIP και θεραπείες διαλύματος/γήρανσης

Η θερμή ισοστατική συμπίεση εφαρμόζει υψηλή θερμοκρασία και ισοστατική πίεση αερίου στο κλείσιμο του εσωτερικού πορώδους, αυξάνοντας την πυκνότητα στο 99,99 % και βελτιώνοντας σημαντικά τη διάρκεια ζωής της κόπωσης. Η επεξεργασία διαλύματος ακολουθούμενη από γήρανση χρησιμοποιείται στη συνέχεια σε κράματα που σκληραίνουν με καθίζηση (για παράδειγμα ορισμένες ποιότητες τιτανίου, νικελίου και αλουμινίου) για την ανάπτυξη της απαιτούμενης αντοχής και ολκιμότητας.

Μια τυπική ακολουθία είναι:

Ανακούφιση από το άγχος ενώ το εξάρτημα βρίσκεται ακόμα στην πλάκα κατασκευής ή αμέσως μετά.

Υποστηρίξτε την αφαίρεση και τον πρόχειρο καθαρισμό.

HIP (όταν απαιτείται από την εφαρμογή).

Επεξεργασία διαλύματος και γήρανση εάν το χρειάζεται το κράμα.

Τελική κατεργασία CNC και φινίρισμα επιφανειών.

Η εκτέλεση των βημάτων θερμικής επεξεργασίας με λάθος σειρά είναι μια κοινή πηγή μεταγενέστερης παραμόρφωσης. Ένας προμηθευτής με εμπειρία σεΘερμική επεξεργασία 3D εκτυπωμένων μεταλλικών μερών θα σχεδιάσει τη σειρά γύρω από το συγκεκριμένο κράμα και τη γεωμετρία αντί να εφαρμόσει μια γενική συνταγή.

Μπορούν τα 3D εκτυπωμένα εξαρτήματα να υποβληθούν σε επεξεργασία με CNC; Ναι-και για οποιαδήποτε κρίσιμη διεπαφή πρέπει συνήθως να είναι. Οι όψεις ζευγαρώματος, οι επιφάνειες στεγανοποίησης, τα έδρανα ρουλεμάν και τα σπειρώματα ακριβείας τελειώνουν συνήθως με φρεζάρισμα ή περιστροφή CNC για να φτάσουν τα ±0,01 mm ή πιο σφιχτά και η τραχύτητα της επιφάνειας κάτω από το Ra 0,8 μm.

Το επιτυχές φινίρισμα CNC για εξαρτήματα που εκτυπώνονται 3D εξαρτάται από δύο πρακτικά σημεία:

Επαρκές και ομοιόμορφο απόθεμα μηχανικής κατεργασίας πρέπει να αφήνεται σε κρίσιμες επιφάνειες κατά τα στάδια σχεδιασμού και κατασκευής.

Η στερέωση πρέπει να προσαρμόζεται στην ακανόνιστη γεωμετρία όπως εκτυπώνεται. Συχνά απαιτούνται μαλακές σιαγόνες, προσαρμοσμένα εξαρτήματα ή τρισδιάστατα εκτυπωμένα μαλακά εργαλεία, έτσι ώστε η σύσφιξη να μην παραμορφώνει το εξάρτημα.

Τα καταστήματα που στερούνται εμπειρίας με ακατέργαστα πρόσθετα συχνά απορρίπτουν εξαρτήματα σε αυτό το στάδιο επειδή τα μεταχειρίζονται όπως τα συμβατικά τεμάχια. Ένας ικανός συνεργάτης θα συζητήσει τα δικαιώματα αποθεμάτων και τη στρατηγική δεδομένων πριν ξεκινήσει η εκτύπωση.

Μπορείτε να ανοδιώσετε ή να επικαλύψετε ένα 3D εκτυπωμένο μέρος; Ναι για το αλουμίνιο (ανοδίωση) και για πολλά μέταλλα (επιμετάλλωση), με την προϋπόθεση ότι έχει αντιμετωπιστεί το εσωτερικό πορώδες και η επιφάνεια έχει προετοιμαστεί κατάλληλα. Το ανοιχτό πορώδες μπορεί να παγιδεύσει χημικές ουσίες ή να προκαλέσει ελαττώματα επίστρωσης, επομένως η HIP ή η σφράγιση είναι συχνά απαραίτητη προϋπόθεση για επιστρώσεις υψηλής αξιοπιστίας.

Ένας πραγματικός κατασκευαστής τρισδιάστατης εκτύπωσης και μηχανικής κατεργασίας μίας στάσης μπορεί να διαχειριστεί την πλήρη αλυσίδα κάτω από ένα σύστημα ποιότητας και ένα σύνολο δεσμεύσεων παράδοσης. Τα πλεονεκτήματα είναι ξεκάθαρα: μικρότερος συνολικός χρόνος παράδοσης, μεμονωμένο σημείο ευθύνης και λιγότερες ευκαιρίες για ζημιά ή εσφαλμένη αναγνώριση εξαρτημάτων κατά τη μεταφορά. Ο κίνδυνος είναι ότι ορισμένοι προμηθευτές ισχυρίζονται ότι διαθέτουν δυνατότητα «μίας στάσης» ενώ αναθέτουν υπεργολαβικά τα κρίσιμα βήματα θερμικής επεξεργασίας ή μηχανικής κατεργασίας ακριβείας με μικρή επίβλεψη.

Κάντε αυτές τις πέντε ερωτήσεις πριν κάνετε μια παραγγελία:

Εκτελείτε θερμική επεξεργασία στο σπίτι ή μέσω ενός ειδικευμένου, στενά ελεγχόμενου συνεργάτη; Μπορείτε να εμφανίσετε εγγραφές διαδικασίας;

Τι εμπειρία εξοπλισμού και στερέωσης CNC έχετε ειδικά με τα πρόσθετα κενά;

Τι εξοπλισμός επιθεώρησης (CMM, οπτικός, τραχύτητα) θα χρησιμοποιηθεί και θα παρέχονται πλήρεις αναφορές;

Μπορείτε να παρέχετε εκτύπωση κάλυψης μεμονωμένης διαδικασίας → θερμική επεξεργασία → CNC → φινίρισμα → τελική επιθεώρηση;

Έχετε τεκμηριωμένα παραδείγματα περιπτώσεων παρόμοιων κραμάτων και γεωμετριών;

Ένα εργοστάσιο εκτύπωσης 3D με θερμική επεξεργασία και ενσωματωμένη δυνατότητα CNC που μπορεί να απαντήσει με σαφήνεια σε αυτά τα σημεία είναι πολύ πιο πολύτιμο από ένα καθαρό γραφείο εκτύπωσης που αναθέτει τα πάντα σε εξωτερικούς συνεργάτες. Κατά την αξιολόγηση του τρόπου επιλογής ενός κατασκευαστή τρισδιάστατης εκτύπωσης, αντιμετωπίζετε τον έλεγχο μετά την επεξεργασία ως ίσο σε σημασία με την ίδια την τεχνολογία εκτύπωσης.

Ένας πελάτης απαιτούσε ένα σύνολο λειτουργικών μεταλλικών στηριγμάτων και εξαρτημάτων που σχετίζονται με την ψύξη που παράγονται από την κατασκευή μεταλλικών πρόσθετων. Τα τυπωμένα μέρη χρειάζονταν ανακούφιση από το στρες, επιλεγμένο HIP, μηχανική κατεργασία ακριβείας των όψεων και των θυρών τοποθέτησης και ένα σταθερό φινίρισμα επιφάνειας.

Ο προμηθευτής διαχειρίστηκε ολόκληρη τη σειρά εσωτερικά ή υπό άμεσο έλεγχο της διαδικασίας: εκτύπωση, κύκλοι ανακούφισης από την πίεση και HIP, CNC φινίρισμα κρίσιμων χαρακτηριστικών και τελική επεξεργασία επιφάνειας. Εκθέσεις διαστάσεων και υλικού συνόδευαν κάθε παρτίδα. Ο πελάτης έλαβε εξαρτήματα που συναρμολογήθηκαν χωρίς περαιτέρω προσαρμογή και πληρούσαν τις απαιτούμενες θερμικές και μηχανικές επιδόσεις, με ένα ενιαίο χρονοδιάγραμμα παράδοσης αντί για πολλαπλούς προμηθευτές.

Η 3D εκτύπωση μετά την επεξεργασία δεν είναι προαιρετικό επιπλέον. είναι το στάδιο που καθορίζει εάν ένα τυπωμένο μεταλλικό τμήμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί. Όταν η διαχείριση της θερμικής επεξεργασίας, του φινιρίσματος CNC και της επιφανειακής επεξεργασίας γίνεται από έναν μόνο ικανό συνεργάτη, το αποτέλεσμα είναι μικρότεροι χρόνοι παράδοσης, σαφέστερη λογοδοσία και εξαρτήματα που φτάνουν έτοιμα για συναρμολόγηση. Εάν έχετε ένα σχέδιο που χρειάζεται την πλήρη αλυσίδα, στείλτε το μοντέλο και τις απαιτήσεις. Θα ακολουθήσει ένα πρακτικό σχέδιο διαδικασίας και προσφορά που καλύπτει την εκτύπωση μέχρι το τελικό φινίρισμα, ώστε να μπορείτε να αξιολογήσετε έναν πραγματικό κατασκευαστή μεταλλικών τρισδιάστατων εκτυπώσεων με μηχανική κατεργασία CNC σε σχέση με τους στόχους απόδοσης και παράδοσης.