Įprasti įrašai{0}}Metalinių 3D spausdintų dalių apdorojimo ir apdailos metodai

Metalinės 3D spausdintos dalys retai išeina iš pastatymo kameros galutinės tinkamos naudoti būsenos. Kadangi ant -atspausdintų paviršių paprastai yra matomų sluoksnių linijų, sukepintų arba iš dalies išsilydžiusių miltelių dalelių ir atraminių-struktūrų žymių, kurias reikia pašalinti, kol dalis bus paruošta funkciniam naudojimui, surinkimui ar estetiniam pristatymui. Įprasti metalo 3D spausdintų dalių apdailos metodai yra rankinis šlifavimas, smėliavimas, smėliavimas, vibracinis / išcentrinis šlifavimas, abrazyvinis apdirbimas (ekstrudinis honavimas), galvanizavimas ir elektropoliravimas bei tikslus apdirbimas, šlifavimas ir EDM (apdirbimas elektros iškrova). Kiekvieno metodo ypatumai aprašyti žemiau.

Šlifuojant naudojami įrankiai, tokie kaip švitrinis popierius ir dildės, kad būtų galima mechaniškai nušlifuoti dalies paviršių tiesiogiai rankomis, o tai gali žymiai pagerinti paviršiaus šiurkštumą. Nušlifuotų dalių paviršiaus apdaila gali pagerėti nuo trijų iki penkių kartų, o šis metodas ypač efektyvus šalinant sluoksnių linijas, aštrius kraštus ir kitus lokalizuotus paviršiaus defektus, likusius po spausdinimo. Rankinis šlifavimas yra lankstus - operatorius gali sutelkti dėmesį tiksliai ten, kur jo reikia, dirbdamas su sudėtinga geometrija, kurią automatizuoti procesai gali sunkiai pasiekti -, tačiau tai yra palyginti daug darbo-ir lėta. Dėl šios priežasties jis dažniausiai tinka mažoms gamybos partijoms arba tikslingai, lokalizuotai konkrečioms detalės ypatybėms apdailinti, o ne visapusiškai apdoroti visą gamybos seriją.

Smėlio srove naudojamas suslėgtas oras, kad abrazyvinė terpė - aliuminio oksidas, nerūdijančio plieno rutuliukai ar stiklo rutuliukai, be kitų parinkčių, - būtų varomi ant dalies paviršiaus dideliu greičiu, todėl, atsižvelgiant į pasirinktą medžiagą, gaunama vienoda matinė arba blizgi apdaila. Jo pranašumai apima:

Greitas paviršiaus įbrėžimų ir įrankio žymių, likusių gamybos proceso metu, pašalinimas;

Nekeičiamas dalies matmenų tikslumas, o apdorojimas paprastai baigiamas vos per kelias minutes;

Reguliuojamas apdorojimo intensyvumas naudojant oro slėgio valdymą - mažesnis slėgis gali būti naudojamas paviršiaus spalvai ir išvaizdai pakeisti, o didesnis slėgis leidžia pašalinti aštrius kraštus ir mažus išsikišimus.

Smėliavimas puikiai tinka sudėtingos geometrijos dalių paketiniam apdorojimui, nes purškimo raštas gali pasiekti įdubas ir aplink kontūrus, kuriuos būtų sunku pasiekti naudojant standžius abrazyvinius įrankius, todėl tai yra vienas universalesnių ir plačiausiai naudojamų metalinių AM dalių apdailos būdų.

Vartant dalis sudedama kartu su abrazyvine medžiaga -, pvz., keramine arba plienine medžiaga -, besisukančio būgno ar statinės viduje, kur mechaninė trintis tarp dalių ir medžiagos laikui bėgant išlygina paviršių. Pagrindinės šio metodo savybės yra šios:

Jis geriausiai tinka santykinai paprastos geometrijos dalims, pvz., cilindro ar bloko -formos komponentams, kur slenkant galima nuosekliai liesti paviršių;

Kelios dalys gali būti apdorojamos vienu metu, todėl metodas yra gana didelis partijos apdailos našumas;

Jo veiksmingumas ant vidinių paviršių ar sudėtingų konstrukcijų yra ribotas, nes besisukanti terpė gali nepasiekti vidinių kanalų, gilių įdubų ar sudėtingų grotelių struktūrų -, tai yra tikras apribojimas, atsižvelgiant į tai, kaip dažnai metalinis AM naudojamas būtent tokioms vidinėms geometrijoms sukurti.

Vibracinis ir išcentrinis šlifavimas naudoja išcentrines diskines arba cilindrines sistemas, kuriose išcentrinė jėga stumia abrazyvinę terpę į dalies paviršių, kad būtų užtikrinta didelė{0}}energija ir didelė{1}}apdaila. Pagrindiniai jo pranašumai yra šie:

Greitas medžiagos pašalinimas, todėl puikiai tinka poliravimo, šlifavimo ir kraštų{0}}apvalinimo operacijoms;

Tinkamas mažų dalių paketiniam apdorojimui, nors naudojant specializuotą įrangą, išankstinės išlaidos yra palyginti didesnės nei paprastesnių metodų, tokių kaip šlifavimas ar vartymas.

Kadangi procesas koncentruoja energiją intensyviau nei standartinis vartymas, per kelias minutes galima pasiekti tai, kas įprastu vartymu gali užtrukti kelias valandas, todėl jis patrauklus gamybos aplinkai, kur našumas yra svarbus ne mažiau kaip paviršiaus kokybė.

Atliekant abrazyvinį apdirbimą, dar vadinamą ekstrudiniu šlifavimu, naudojamas hidraulinis stūmoklis, kad klampią abrazyvinę terpę -, pakrautą smulkiomis abrazyvinėmis dalelėmis - pirmyn ir atgal per ruošinio vidinius paviršius, pvz., skyles, kanalus ar ertmes, užtikrinamas tikslus formavimas iš vidaus. Šio metodo ypatybės apima:

Tikslus vidinio paviršiaus geometrijos valdymas, galintis suformuoti nuoseklius spindulius arba pašalinti vidinių kanalų įdubas;

Tinkamumas regionams, kuriuose tradiciniais poliravimo procesais sunku arba neįmanoma pasiekti - vidinių kanalų ir sudėtingų ertmių, kaip puikus pavyzdys, ir sritis, kurioje metalo 3D spausdinimas dažnai sukuria geometriją, kurios įprasta apdaila tiesiog negali pasiekti;

Kontroliuojamas medžiagos pašalinimas, nors apdorojimo laikas paprastai būna ilgesnis nei naudojant mechaninius paviršiaus metodus, nes abrazyvinis srautas turi būti pakartotinai praleistas per dalį, kad būtų pasiekta norima apdaila.

Galvanizuojant naudojama elektros srovė metalo jonams nusodinti iš tirpalo -, pvz., aukso, sidabro ar chromo - ant detalės paviršiaus, suformuojant ploną funkcinį arba dekoratyvinį sluoksnį. Pagrindiniai jo tikslai yra pagerinti atsparumą dilimui, atsparumą korozijai, elektrinį laidumą ir bendrą išvaizdą, todėl tai yra įprastas pasirinkimas, kai metalinei AM daliai reikia funkcinių savybių, viršijančių tas, kurias gali suteikti vien pagrindinė spausdinta medžiaga.

Priešingai, elektropoliruojant naudojama elektros srovė, kad ištirptų medžiaga nuo dalies paviršiaus ir sumažinamas paviršiaus šiurkštumas, išlyginant mikroskopines smailes ir slėnius. Jis ypač tinka netaisyklingų formų dalims poliruoti, kai mechaniniams poliravimo įrankiams būtų sunku išlaikyti tolygų kontaktą, be to, jis gali žymiai pagerinti paviršiaus išvaizdą ir sumažinti su trintimi susijusius paviršiaus defektus.

Abu procesai reikalauja kruopštaus srovės tankio ir elektrolitų sudėties kontrolės, kad būtų pasiekti nuoseklūs, pakartojami rezultatai. Pagrindinis skirtumas tarp jų yra tas, kad galvanizavimas yra priedinis procesas - medžiaga nusodinama ant paviršiaus -, o elektropoliravimas yra atimamasis procesas - medžiaga pašalinama iš paviršiaus. Suprasti šį skirtumą praktikoje svarbu, nes pasirinkus netinkamą tam tikro nuokrypio reikalavimą, gali padidėti nepageidaujamas storis arba pašalinti daugiau medžiagos, nei gali toleruoti dalies matmenų nuolaida.

Apdirbant ir šlifuojant naudojamos CNC frezos, tekinimo staklės ir panaši įranga, skirta medžiagai tiesiogiai nupjauti nuo detalės ir pasiekti aukštą{0}}tikslumo matmenų ir formos valdymą. Paviršiaus apdaila, kurią galima pasiekti šiuo maršrutu, gali siekti žemiau Ra 0,8 μm, o lygumo lygis, kurio dauguma kaip -spausdintų ar laikmenų-apdailinti paviršiai negali atitikti patys.

Apdirbant elektros iškrovą (EDM), naudojama kibirkštinis išlydis tarp elektrodo ir ruošinio, kad suardytų medžiagą, todėl jis puikiai tinka sukietėjusių lydinių arba sudėtingų vidinių ertmių, kurias būtų sunku pasiekti pjovimo įrankiu, apdailai. Pagrindinis jo trūkumas yra apdorojimo greitis, kuris paprastai yra daug lėtesnis nei įprasto apdirbimo.

Tiek apdirbimui / šlifavimui, tiek EDM reikalinga specializuota įranga ir kvalifikuoti operatoriai. Jie paprastai yra skirti dalims, kurioms taikomi griežti leistinų nuokrypių reikalavimai - aviacijos ir kosmoso komponentai yra tipiškas pavyzdys, kai matmenų tikslumas ir paviršiaus vientisumas tiesiogiai veikia dalies našumą ir saugos ribas.

Tinkamo metalinės 3D spausdintos dalies apdailos būdo pasirinkimas priklauso nuo detalės konstrukcijos geometrijos, tikslumo reikalavimų ir gamybos masto. Mechaniniai metodai, tokie kaip šlifavimas ir valymas smėliasrove, puikiai tinka greitam, bendrosios paskirties paviršiaus apdorojimui, kai apdorojimo laikas yra svarbesnis nei pasiekti kuo griežtesnius nuokrypius. Cheminiai ir elektrocheminiai metodai, tokie kaip elektropoliravimas ir galvanizavimas, paprastai pasirenkami siekiant pagerinti funkcines savybes - atsparumą korozijai, laidumą ar nusidėvėjimo savybes -, o ne vien dėl kosmetinių priežasčių. Didelio-tikslumo procesai, tokie kaip apdirbimas ir EDM, yra skirti dalims, kurios turi atitikti griežtus tolerancijos reikalavimus, kai papildomos išlaidos ir apdorojimo laikas yra pateisinami dėl programos kritiškumo.

Realioje -gamyboje įprasta derinti kelis iš šių metodų vienoje apdailos darbų eigoje -, pavyzdžiui, detalės apdirbimas smėlio srove, siekiant pašalinti paviršiaus apnašas ir išlyginti jos išvaizdą, po to tikslingai apdirbant svarbiausius sutampančius paviršius ir apdailinant elektropoliravimu, kad būtų lygus paviršius ir pagerintas gatavo komponento atsparumas korozijai. Toks daugiasluoksnis metodas leidžia gamintojams subalansuoti kainą, pralaidumą ir galutinės dalies kokybę, o ne pasikliauti vienu tolesnio apdorojimo metodu, kad iš karto atitiktų visus reikalavimus.