Inžinierius atidaro naują brėžinį: hidraulinis korpusas su vidiniais alyvos kanalais, susikertančiais vandens kanalais ir laisvos formos ertmėmis. 5-ašių programuotojas iš karto pažymi, kad problemų pjaustytuvai negali pasiekti pusės funkcijų. Dalies padalijimas, pusių apdirbimas, tada jų suvirinimas arba sujungimas yra įprastas sprendimas. Šis maršrutas padidina sandarinimo riziką, papildomus įrenginius, ilgesnį pristatymo laiką ir didesnę kainą.
Praktinis klausimas tampa aiškus: galimetaliniai 3D spausdinti komponentaiišspręsti geometriją viename gabale?
Kodėl sudėtingos vidinės ertmės vis dar kelia iššūkį kelių{0}} ašių CNC
Įrankio prieinamumas nustato griežtą ribą. Net ir tuo pačiu metu veikiančios 5-ašių mašinos kovoja su giliais išlenktais kanalais arba visiškai uždarais praėjimais. Kai gylio -ir-skersmens santykis viršija maždaug 4:1 arba sumažina matomumo liniją,{8}} parduotuvės pereina prie kelių sąrankų arba antrinio EDM.
Kai grynas apdirbimas nepavyksta, dizaineriai padalija dalį. Kiekviena jungtis vėliau tampa galimu nuotėkio keliu esant slėgiui. Suvirinant atsiranda karščio{2}}paveiktos zonos ir liekamasis įtempis; seka apžiūra ir pertvarkymas. Dėl mažo-–-vidutinio sudėtingos geometrijos dalių kiekio šios nuobaudos greitai pabrangina įprastinius maršrutus.
Kaip metalinis 3D spausdinimas išsprendžia vidinės-ertmės problemą
Priedų procesai sluoksnis po sluoksnio susidaro iš metalo miltelių, todėl įrankio pasiekiamumas nustoja svarbus. Beveik bet kokios formos -apvalūs, kvadratiniai, išsišakoję ar konformiški-vidiniai kanalai formuojasi kaip vientisas kūnas.
SLM (selektyvus lazerio lydymas)
Visiškai ištirpdo miltelius ir užtikrina beveik{0}}visą tankį, tinkamą funkcinėms hidraulinėms dalims. Nesusilieję milteliai kanalų viduje veikia kaip laikina atrama, vėliau pašalinami per numatytas evakuacines angas (paprastai 3 mm ar didesnes).
Pramoninė MJF spauda
Geriausiai tinka didelio našumo{0}}polimerų prototipams, greitai patvirtinantiems sudėtingus vidinius srauto kelius. Gaminant metalines dalis, SLM arba metalo rišiklio{2}}purškimo sistemos užima pirmaujančią vietą.
Abu metodai atviros dizaino parinktys CNC negali atitikti: topologija{0}}optimizuotos grotelės, mažinančios svorį, konformiški aušinimo kanalai, kurie seka dalies kontūrą, ir sklandūs organinio srauto keliai, mažinantys slėgio kritimą.
Hidrauliniai kolektoriai, kuriems anksčiau reikėjo dešimties ar daugiau apdirbtų dalių, dabar gali tapti vienu metaliniu 3D spausdintu komponentu. Mažiau jungčių reiškia mažiau nuotėkio taškų ir paprastesnį surinkimą.
3D spausdinimas ne visiškai pakeičia CNC{1}}, kur laimi hibridas
Kaip-paprastai veikia metalinis 3D spausdinimas±0,1 mmir paviršiaus šiurkštumas aplinkuiRa 5–15 µm. Sandarinimo paviršiams, tikslioms angoms ir sriegiams, kuriems reikia griežtesnių leistinų nuokrypių, vis tiek reikia CNC apdailos.
Apdorotas ruošinys taip pat išlaiko visiškai izotropines savybes, kurių reikalauja kai kurios didelio{0}}ciklo programos. Esant didesniam kiekiui, sąnaudų balansas pasislenka -, kai už programas ir įrenginius sumokama, kelių-ašių CNC dažnai tampa pigesnė paprastesnėms ar vidutiniškai sudėtingoms formoms.
Realus pramoninis atsakymas yra hibridinė gamyba. Atspausdinkite sudėtingą vidinę geometriją ir laisvos formos korpusą, tada apdirbkite tik svarbiausius atskaitos taškus ir sandarinimo paviršius. Šis derinys suteikia priedo geometrinę laisvę, atimantis darbo tikslumą- ir yra vienas geriausių sudėtingų vidinių ertmių dalių mažomis-–-vidutinėmis partijomis.
Praktinės pastabos apie vidinių kanalų spausdinimą be atraminių struktūrų
Dizaineriai gali išvengti įstrigusių atramų laikydamiesi kelių pakartojamų taisyklių:
Šios taisyklės „kaip spausdinti vidinius kanalus be atraminių konstrukcijų“ iš teorinio klausimo paverčia pakartojamu gamybos metodu.
Atvejo pavyzdys: Hibridinis maršrutas hidrauliniam korpusui
Atvejo analizė
Neseniai atliktame specializuoto metalo 3D spausdinimo gamintojo vykdomame projekte buvo sukurtas aukšto slėgio hidraulinis korpusas su keliomis susikertančiomis alyvos galerijomis ir tvirtinimo sąsajomis. Grynai kelių-ašių CNC būtų reikėję trijų atskirų dalių, suvirinimo ir išsamaus sandarumo patikrinimo,-numatomas 6–8 savaičių pristatymo laikas.
Komanda iš naujo suprojektavo dalį, kad būtų galima naudoti priedus: savaime{0}}palaikančius kanalus, miltelinius-pabėgimo prievadus ir papildomas atsargas visuose svarbiuose paviršiuose. Korpusas buvo pagamintas SLM iš nerūdijančio plieno, pašalintas įtempis-, o tada apdirbtas 5 ašių mašina tik ten, kur to reikalauja leistini nuokrypiai.
Pristatymo laikas sumažėjo ikimažiau nei dvi savaites. Vieno-gabalo konstrukcija pašalino suvirintas jungtis. Slėgio bandymas patvirtino, kad nėra nuotėkio{3}}, esant darbiniam slėgiui. Mažos gamybos partijos bendra kaina buvo gerokai mažesnė už kelių dalių CNC maršrutą.
Pramonės kryptis
Metalo priedų gamyba ir toliau populiarėja dalių, kurių vertė priklauso nuo vidinio sudėtingumo-hidraulinių blokų, konforminių-aušinamų įrankių įdėklų ir lengvų aviacijos ir erdvės kolektorių, dalis. Kelių-ašių CNC ir 3D spausdinimo hidrauliniams korpusams palyginimas vis labiau skatina hibridinį maršrutą, kai kanalo geometrija yra pagrindinis išlaidų veiksnys.Greito prototipo technologijaleidžia komandoms patvirtinti srauto efektyvumą polimeruose (dažnai per pramoninį MJF spausdinimą), prieš pradedant gaminti metalą. Progresyvios parduotuvės, kurios kažkada veikė tik kaip vidinės ertmės CNC apdirbimo gamyklos, dabar reguliariai prideda priedų pajėgumų arba bendradarbiauja su metalo 3D spausdinimo gamintoju, kad išliktų abi galimybės.
Dažnai užduodami klausimai
Kl .: Ar 3D spausdinimas gali visiškai pakeisti CNC vidinėse ertmės dalyse?
A: Ne. Tai išsprendžia nepasiekiamas vidines ypatybes ir sujungia agregatus, tačiau kritinius nuokrypius ir paviršiaus apdailą beveik visada reikia apdoroti CNC.
K: Ar MJF spausdinimas yra pakankamai tikslus funkciniams vidiniams kanalams?
A: Pramoninė MJF spaudatiekia nuoseklias, izotropines polimerines dalis ir puikiai tinka greitųjų prototipų technologijoms bei nemetaliniams kanalams. Slėginiams metaliniams kanalams SLM arba metalo rišiklio purškimas išlieka stipresnis pasirinkimas.
Kl.: kas pigiau naudojant mažas partijas{1}}3D spausdinimas ar kelių ašių CNC?
A: Sudėtingoms vidinėms ertmėms metalinis 3D spausdinimas arba hibridinis maršrutas paprastai kainuoja mažiau, o kiekiai – nuo vieno iki kelių dešimčių, nes išvengiama kelių sąrankų, suvirinimo ir laužo rizikos.
Kl .: Ar 3D spausdintos metalinės dalys gali būti baigtos CNC?
A: Taip. Apdirbimo žaliavos palikimas ant kritinių paviršių yra įprasta praktika ir užtikrinamas tikslumas, reikalingas sandarinimui ir surinkimui.
Kitas žingsnis
Jei jūsų kita hidraulinio korpuso, kolektoriaus ar ertmės dalis išstumia kelių{0}}ašių CNC už praktinių ribų, atsiųskite brėžinį, kad galėtumėte greitai peržiūrėti gaminimo galimybes. Specializuotas metalo 3D spausdinimo gamintojas gali parodyti, ar grynas priedas, hibridinis priedas-plius-CNC, ar įprastas apdirbimas yra geriausias sudėtingų vidinių ertmių dalių apdorojimo procesas jūsų apimties ir našumo lange -, reguliariai sutrumpinant pristatymo laiką, pašalinant nuotėkio vietas ir sumažinant bendras išlaidas, palyginti su tradiciniais suvirinimo ir suvirinimo{7} metodais.