Ar paviršiaus apdorojimui reikia patvirtinimo?

Žiūrėkite, po 20 metų vadovavęs nestandartinei metalo 3D spausdinimo gamyklai ir dirbdamas su visais – nuo ​​aviacijos ir kosmoso įrenginių iki medicinos prietaisų paleidimo, galiu visiškai užtikrintai pasakyti vieną dalyką: pati brangiausia klaida, kurią galite padaryti, yra paviršiaus apdorojimo traktavimas kaip „malonu-turėti“ kosmetikos veiksmą.

Mačiau, kad 50 000 USD vertės prototipų partijos buvo patikrintos matmenimis, tačiau po dviejų savaičių nepavyko atlikti druskos purškimo bandymų. Mačiau, kaip įmonės praranda didžiules sutartis, nes iš pažiūros tobulos dalies lauke pradėjo matytis taškinė korozija. Ir kiekvienu atveju pagrindinė priežastis buvo viena: jie praleido tinkamą paviršiaus apdorojimo proceso patvirtinimą.

Jei naudojate SLM 3D spausdinimo metalą (arba bet kokį miltelių sluoksnio lydymosi procesą), paviršiaus apdorojimas nėra neprivalomas - tai svarbus gamybos etapas, kuris turi būti patvirtintas kaip ir bet kuris kitas. Šiandien atitraukiu uždangą, kodėl tai svarbu, kaip iš tikrųjų atrodo tinkamas patvirtinimas ir kaip geriausiai tai atlieka sertifikuotos 3D metalo spausdinimo gamintojų komandos.

„Gerai atrodo“ ir „gerai“ dilema

Štai pokalbis, kurį kalbu beveik kiekvieną mėnesį:

Klientas: „Detalės puikiai atrodo - veidrodinė apdaila, gražiai ir blizga. Galime pradėti, tiesa?

Aš: "Ar patvirtinote apdailos procesą?"

Klientas: "Tai tik poliravimas..."

Štai čia viskas klostosi ne taip. Pramoninėje metalo priedų gamyboje paviršius, kurį matote, yra daugelio agresyvių procesų - šilumos, cheminių medžiagų, mechaninio dilimo arba elektrocheminio tirpimo rezultatas. Kiekvienas iš jų keičia medžiagą taip, kad tai gali turėti įtakos nuovargiui, atsparumui korozijai, biologiniam suderinamumui ir matmenų tikslumui.

Paviršiaus apdorojimas nėra apdaila. Tai specialus procesas pagal ISO 13485 ir AS9100 -, o tai reiškia, kad jo išvesties negalima visiškai patikrinti atlikus tik galutinę patikrą. Turite patvirtinti procesą.

Ką iš tikrųjų reiškia „patvirtinimas“ priedų pasaulyje?

Patvirtinimas atsako į vieną esminį klausimą: ar galiu pakartotinai ir patikimai gaminti dalis, atitinkančias visus reikalavimus, naudojant šį tikslų procesą?

Jis remiasi klasikine IQ / OQ / PQ sistema:

IQ (montavimo kvalifikacija): ar įranga (poliravimo mašina, elektropoliravimo vonia, CNC ir kt.) sumontuota teisingai ir sukalibruota?

OQ (operacinė kvalifikacija): ar procesas nuosekliai veikia pagal nustatytus parametrus visame diapazone?

PQ (Performance Qualification): Ar proceso metu nuosekliai gaminamos dalys, kurios atitinka visas specifikacijas (matmenų, mechaninių, švarumo, atsparumo korozijai) tikromis gamybos sąlygomis?

ĮSLS metalo 3D spausdinimasarba SLM, taip pat turite patvirtinti, kaip apdaila sąveikauja su unikalia mikrostruktūra, sukurta spausdinant - liekamuosius įtempius, mikro-poringumą ir anizotropines savybes.

Kodėl negalite ignoruoti pramoninių dalių paviršiaus patvirtinimo

Štai kas nutinka, kai nupjaunate kampus:

Vandenilio trapumas: tam tikri cheminiai poliravimo ar ėsdinimo procesai gali patekti į titaną arba didelio{0}}stiprumo plieną, todėl jie tampa trapūs ir gali staiga sugesti veikiant apkrovai.

Likutinės įtampos sąveika: SLM dalys jau patiria didelius vidinius įtempius. Agresyvus paviršiaus apdorojimas gali juos sumažinti arba perskirstyti nenuspėjamu būdu ir sukelti iškraipymus arba įtrūkimus.

Nuovargio naudojimo trukmės sumažinimas: vienas gilus įbrėžimas arba netinkamai pašalintas perdarytas sluoksnis gali tapti plyšio atsiradimo vieta. Aviacijoje tai gali sumažinti nuovargio trukmę 30–70%.

Mačiau, kad „Inconel 718“ atspausdintas aukšto -slėgio vožtuvas praėjo kiekvieną vizualinį ir matmenų patikrinimą, tačiau bandymas buvo katastrofiškas, nes elektropoliravimo vonios chemija nukrypo už patvirtintų ribų. Atšaukimas ir pakartotinis-patvirtinimas klientui kainavo gerokai daugiau nei 200 000 USD.

Kaip SLM 3D spausdinimas metalas daro įtaką paviršiaus reikalavimams

SLM dalys pradeda grubiai (Ra 8–25 μm) su iš dalies išsilydžiusiais milteliais, sluoksnių linijomis ir galimu paviršinio{2}poringumu. Paviršiaus apdorojimas turi išspręsti visas šias problemas, išsaugant priedų gamybos pranašumus (sudėtinga geometrija, lengvas dizainas, trumpas pristatymo laikas).

Štai kodėl rimta pramoninių metalo priedų gamybos gamykla paviršiaus apdailą traktuoja kaip spausdinimo proceso tęsinį -, o ne pasekmes.

Žingsnis-po-žingsnis: paviršiaus apdorojimo patvirtinimo procesas

Apibrėžkite blogiausią-atvejo geometriją Patvirtinkite naudodami sudėtingiausias savybes - plonas sienas, vidinius kanalus, aštrius kampus, didelius plokščius paviršius.

Medžiagos pašalinimo tolerancijos nustatymas Tiksliai išmatuokite, kiek medžiagos pašalinama kiekvienu procesu (pvz., elektropoliravimas paprastai 10–40 μm kiekvienoje pusėje). Įdėkite kompensavimo atsargas CAD modelyje.

Sukurkite švaros protokolus Patvirtinkite visų likučių, ypač sudėtingų vidinių savybių, pašalinimą. Naudokite SEM/EDS analizę ir dalelių skaičiavimą.

Vykdykite visą PQ naudodami statistinį mėginių ėmimą. Gaminkite kelis skirtingų mašinų, operatorių ir medžiagų partijų versijų variantus.

Techninis palyginimas: paviršiaus apdorojimo įtaka medžiagų savybėms

Reguliavimo kraštovaizdis: kai patvirtinimas yra įstatymas

Medicinos prietaisams paviršiaus apdorojimas yra esminė FDA projektavimo kontrolės funkcija. ISO 13485 reikalauja visiško proceso patvirtinimo. Aviacijos erdvėje (AS9100) reikia atsekamumo nuo miltelių partijos iki galutinio poliruoto paviršiaus.

Gerbiamas sertifikuotas 3D metalo spausdinimo gamintojas tvarkys pagrindinius patvirtinimo failus ir pateiks klientui konkrečias PQ ataskaitas.

Realus{0}}pasaulio scenarijus

Energetikos sektoriaus klientas norėjo sutaupyti 15 %, praleisdamas išsamų 316 l vožtuvų elektropoliravimo patikrinimą. Dalys praėjo pirminę patikrą, bet nepavyko aptarnauti sūriame vandenyje dėl cheminių medžiagų likučių mikro{3}}plyšiuose.

Rezultatas: visos partijos atšaukimas, šešių{0} savaičių projekto vėlavimas ir daugiau nei 200 000 USD tiesioginės išlaidos. Kai iš naujo{4}}patvirtinome visą procesą (įskaitant vonios cheminės sudėties stebėjimą ir skalavimo patvirtinimą), problema išnyko.

Patvirtinimo ekonomikos valdymas

Patvirtinimas kainuoja iš anksto, tačiau jis atsiperka dėl didesnio derlingumo, mažesnio laužo, greitesnio reguliavimo patvirtinimo ir mažesnių gedimų lauke. Išmaniosios įmonės naudoja savo tiekėjo „Pagrindinio patvirtinimo“ failus, kad sumažintų užsakymų vykdymo{1}}kaštus.

Dažni klausimai apie paviršiaus patvirtinimą

Ar reikia išbandyti kiekvieną dalį?

Ne. Naudokite statistinius atrankos planus, pagrįstus rizika ir proceso pajėgumais (Cpk).

Ar galiu patvirtinti rankinį poliravimo procesą?

Taip, bet tai sunkiau. Automatizuotus arba pusiau{1}}automatinius procesus daug lengviau patvirtinti ir valdyti.

Kaip rasti sertifikuotą gamintoją, siūlantį visišką patvirtinimą?

Ieškokite ISO 13485 (su priedu pagal taikymo sritį), AS9100 ir dokumentuotas IQ/OQ/PQ procedūras. Audito metu paprašykite pamatyti jų patvirtinimo pagrindinį planą.