Ar vienas gamintojas gali atlikti terminį apdorojimą, CNC ir paviršiaus apdailą po 3D spausdinimo metalinių dalių?

Gaunate metalinių 3D spausdintų dalių partiją. Geometrija iš pirmo žvilgsnio atrodo teisinga, tačiau matmenys šiek tiek nukrypę, paviršius yra per grubus surinkimui, o liekamasis įtempis vėliau sukelia deformaciją. Tada turite išsiųsti dalis į terminio apdorojimo cechą, tada į CNC parduotuvę, tada į apdailos namus. Kiekvienas perdavimas padidina transportavimo laiką, sugadinimo riziką ir argumentus, kas atsakingas, kai kas nors negerai. Kyla natūralus klausimas: ar vienas gamintojas tikrai gali atlikti visą grandininį spausdinimą, terminį apdorojimą, CNC apdailą ir paviršiaus apdorojimą, kad dalys būtų paruoštos naudoti?

Taip, tai įmanoma. Svarbiausia yra patikrinti, ar tiekėjas iš tikrųjų priklauso arba griežtai kontroliuoja kiekvieną kritinį žingsnį, o ne tiesiog subrangovai viską. Šiame straipsnyje paaiškinama, kodėl beveik visada reikalingas tolesnis 3D spausdinimo apdorojimas, ką daro kiekvienas svarbus žingsnis ir kaip įvertinti tikrą partnerį.

Gaminant metalo priedus, gaminami beveik tinklo formos komponentai, o ne baigtos dalys. Lazerinio miltelių sluoksnio suliejimo būdu pagaminti paviršiai paprastai rodo Ra 8–35 µm šiurkštumą, priklausomai nuo orientacijos, o žemyn nukreipti paviršiai dažnai yra šiurkštesni. Matmenų tikslumas paprastai yra ±0,05–0,1 mm – priimtinas daugeliui funkcijų, tačiau jo nepakanka tiksliam tvirtinimui, sandarinimo paviršiams ar guolių lizdams.

Po spausdinimo lieka trys praktinės problemos:

Likęs įtempis dėl greito lydymosi ir kietėjimo, kuris gali iškraipyti atramos pašalinimo metu arba po jo.

Paviršiaus šiurkštumas ir laiptų laipteliai neleidžia patikimai surinkti arba sukuria nuotėkio kelius.

Medžiagos savybės (tankis, plastiškumas, atsparumas nuovargiui), kurias dažnai reikia pagerinti termiškai apdorojant arba karštuoju izostatiniu presavimu (HIP).

Ar 3D spausdintoms dalims reikia papildomo apdorojimo?Daugumoje funkcinių metalo pritaikymų atsakymas yra teigiamas. Vėlesnis apdorojimas dažnai sudaro 30–60 % visų dalių sąnaudų ir yra žingsnis, per kurį atspausdintas ruošinys paverčiamas tinkamu komponentu.

Streso mažinimas

Beveik kiekviena metalinė spausdinta dalis yra naudinga įtempių mažinimo ciklui prieš arba iš karto po nuėmimo nuo konstrukcijos plokštės. Tai sumažina iškraipymo riziką nupjaunant atramas ir stabilizuoja geometriją vėlesniam apdirbimui.

HIP ir tirpalo/senėjimo procedūros

Karštas izostatinis presavimas taiko aukštą temperatūrą ir izostatinį dujų slėgį, kad uždarytų vidinį poringumą, padidindamas tankį iki 99,99 % ir žymiai pailgindamas nuovargio tarnavimo laiką. Apdorojimas tirpalu, o po to sendinimas, naudojamas nuo kritulių kietėjimo lydiniams (pavyzdžiui, tam tikroms titano, nikelio ir aliuminio klasėms), kad būtų sukurtas reikiamas stiprumas ir plastiškumas.

Tipiška seka yra tokia:

Streso mažinimas, kai dalis vis dar yra ant konstrukcijos plokštės arba iškart po jos.

Atramos pašalinimas ir grubus valymas.

HIP (kai to reikalauja paraiška).

Apdorojimas tirpalu ir sendinimas, jei lydiniui to reikia.

Galutinis CNC apdirbimas ir paviršiaus apdaila.

Netinkama tvarka atliekami terminio apdorojimo veiksmai yra dažnas vėlesnių iškraipymų šaltinis. Tiekėjas, turintis patirties3D spausdintų metalinių dalių terminis apdorojimas suplanuos seką pagal konkretų lydinį ir geometriją, o ne taikys bendrą receptą.

Ar 3D spausdintos dalys gali būti apdirbamos CNC? Taip, bet kuriai svarbiai sąsajai jie paprastai turi būti. Sujungimo paviršiai, sandarinimo paviršiai, guolių lizdai ir tikslūs sriegiai reguliariai apdirbami CNC frezavimo arba tekinimo būdu, kad būtų pasiektas ±0,01 mm arba sandaresnis, o paviršiaus šiurkštumas mažesnis nei Ra 0,8 µm.

Sėkmingas 3D spausdintų dalių CNC apdaila priklauso nuo dviejų praktinių dalykų:

Projektavimo ir konstravimo etapuose kritinėse vietose turi būti palikta tinkama ir vienoda apdirbimo medžiaga.

Tvirtinimas turi atitikti netaisyklingą spausdintą geometriją. Dažnai reikalingi minkšti žandikauliai, pasirinktiniai armatūra arba 3D atspausdinti minkšti įrankiai, kad suspaudimas neiškraipytų dalies.

Parduotuvės, neturinčios patirties su ruošiniais su priedais, dažnai išmeta dalis per šį etapą, nes su jomis elgiasi kaip su įprastu ruošiniu. Pajėgus partneris prieš pradėdamas spausdinti aptars atsargų leidimus ir atskaitos strategiją.

Ar galite anoduoti arba padengti 3D spausdintą dalį? Taip aliuminiui (anodavimui) ir daugeliui metalų (deklamavimui), jei buvo pašalintas vidinis poringumas ir tinkamai paruoštas paviršius. Atviras poringumas gali sulaikyti chemines medžiagas arba sukelti dangos defektus, todėl HIP arba sandarinimas dažnai yra būtina sąlyga norint, kad danga būtų labai patikima.

Tikras vieno langelio 3D spausdinimo ir CNC apdirbimo gamintojas gali valdyti visą grandinę pagal vieną kokybės sistemą ir vieną pristatymo įsipareigojimų rinkinį. Privalumai aiškūs: trumpesnis bendras pristatymo laikas, vienas atsakomybės taškas ir mažesnė tikimybė, kad dalys gali būti sugadintos arba klaidingai identifikuotos transportuojant. Rizika yra ta, kad kai kurie tiekėjai teigia, kad gali naudotis „vieno langelio“ galimybėmis, o subrangos sutartimi sudarant svarbiausius terminio apdorojimo arba tikslaus apdirbimo veiksmus be jokios priežiūros.

Prieš pateikdami užsakymą užduokite šiuos penkis klausimus:

Ar atliekate terminį apdorojimą įmonėje ar per kvalifikuotą, atidžiai kontroliuojamą partnerį? Ar galite parodyti proceso įrašus?

Kokią CNC įrangą ir tvirtinimo patirtį turite konkrečiai su priediniais ruošiniais?

Kokia tikrinimo įranga (CMM, optinė, šiurkštumo) bus naudojama ir ar bus pateiktos visos ataskaitos?

Ar galite pateikti vieno proceso keliautoją, apimantį spausdinimą → terminį apdorojimą → CNC → apdailą → galutinį patikrinimą?

Ar turite dokumentais pagrįstų panašių lydinių ir geometrijos pavyzdžių?

3D spausdinimo gamykla su terminiu apdorojimu ir integruota CNC galimybe, kuri gali aiškiai atsakyti į šiuos klausimus, yra daug vertingesnė nei grynas spausdinimo biuras, kuris viską perduoda iš išorės. Vertindami, kaip pasirinkti 3D spausdinimo gamintoją, vertinkite po apdorojimo kontrolę kaip lygiavertę pačiai spausdinimo technologijai.

Klientui reikėjo funkcinių metalinių laikiklių ir su vėsinimu susijusių komponentų rinkinio, pagaminto metalo priedų gamybos būdu. Atspausdintoms dalims reikėjo sumažinti įtampą, pasirinkti HIP, tiksliai apdirbti tvirtinimo paviršius ir prievadus bei nuoseklią paviršiaus apdailą.

Tiekėjas viduje arba tiesiogiai valdydamas procesą valdė visą seką: spausdinimą, įtempių mažinimo ir HIP ciklus, svarbiausių savybių CNC apdailą ir galutinį paviršiaus apdorojimą. Prie kiekvienos partijos buvo pateiktos matmenų ir materialinės ataskaitos. Klientas gavo dalis, kurios buvo surinktos be tolesnio koregavimo ir atitiko reikiamas šilumines ir mechanines charakteristikas, naudojant vieną atskaitingą pristatymo grafiką, o ne kelis pardavėjus.

3D spausdinimo tolesnis apdorojimas nėra papildomas priedas; tai yra etapas, kuris nustato, ar atspausdinta metalinė dalis yra tinkama naudoti. Kai terminį apdirbimą, CNC apdailą ir paviršiaus apdorojimą valdo vienas pajėgus partneris, rezultatas yra trumpesnis pristatymo laikas, aiškesnė atskaitomybė ir dalys, kurios pristatomos paruoštos surinkimui. Jei turite dizainą, kuriam reikia visos grandinės, atsiųskite modelį ir reikalavimus. Toliau bus pateiktas praktinis proceso planas ir pasiūlymas, apimantis spausdinimą iki galutinės apdailos, kad galėtumėte įvertinti tikrą metalo 3D spausdinimo gamintoją su CNC apdirbimu pagal jūsų našumą ir pristatymo tikslus.