Kā pēc metāla 3D drukāšanas panākt augstu{0}}montāžas precizitāti?

1. Dizaina optimizācija: pārtrauciet montāžas kļūdas, pirms tās notiek.
Dinamiskā kompensācija un pielaides sadalījums
Pamatojoties uz drukāšanas procesa īpašībām (piemēram, SLM precizitāte ± 0,05 mm un EBM ± 0,1 mm), atstājiet vietu montāžas pielaidēm 3D modeļa stadijā. Piemēram, virsma, kur saskaras turbīnas lāpstiņas un gaisa kuģa dzinēja disks, ir jāsaglabā ar pielaidi ± 0,02 mm. Funkciju "Horizontālā izplešanās" var izmantot, lai kompensētu materiāla saraušanos drukāšanas laikā (piemēram, titāna sakausējuma saraušanās ātrums ir aptuveni 0,8%). VoxelDance Engineering simulācijas programmatūra palīdzēja Guangzhou Ruitong Additive Manufacturing Company uzlabot zobu implantu deformācijas kompensāciju. Tādējādi pozicionēšanas gredzena deformācija samazinājās no 0,3 mm līdz 0,1 mm, kas novērš montāžas precizitātes problēmu.
Standartizētas saskarnes un modulāra konstrukcija
Izmantojot parastās savienošanas metodes, piemēram, USB interfeisa savienojumus un Lego{0}}stila iegriezuma un tapas konstrukcijas, lai atvieglotu montāžu. Piemēram, OpenRC F1 sacīkšu modelim ir standartizētas saskarnes, kas lietotājiem ļauj viegli nomainīt tādas detaļas kā riepas un astes spuras. Sarežģītām konstrukcijām tās var sadalīt mazākās, atsevišķās daļās (piemēram, savienojumos, posmos un robotu roku apvalkos), kuras var izdrukāt un salikt atsevišķi. Tas atvieglo vēlāku labošanu un jaunināšanu.
Atbalstiet optimizāciju un{0}}uz leju drukas savienošanu
Izmantojiet virsmu, kas jāsavieno, kā drukas pamatu, un izmantojiet pirmā slāņa līdzenumu, lai savienošana būtu precīzāka. Piemēram, drukājot divus daļēji{1}}apaļus modeļus, slāņošanās var mazāk ietekmēt šuves. Samazinot kontakta laukumu ar režģi vai konisku balstu, to pēc tam ir vieglāk noņemt. Piemēram, izstrādājumos, kas izgatavoti no 316 L nerūsējošā tērauda, ​​tiek izmantota šaha skenēšanas tehnika un kontūru nobīdes skenēšana, lai padarītu virsmu mazāk raupju, sākot no Ra12 μm līdz Ra3,2 μm.
2. Procesa kontrole: precīza drukāšanas iestatījumu pārvaldība
Enerģijas blīvuma optimizēšana
Jūs varat regulēt izkausētā baseina formu, mainot lāzera jaudu, skenēšanas ātrumu un slāņa biezumu. Tas var palīdzēt novērst tādas problēmas kā sferoidizācija un nepilnīga saplūšana. Piemēram, titāna sakausējuma Ti6Al4V enerģijas blīvums ir jāsaglabā robežās no 60 līdz 120 J/mm³. Ja jauda ir pārāk maza vai ātrums ir pārāk ātrs, starpslāņu savienošanas spēks var nebūt pietiekami spēcīgs. Ja enerģijas blīvums ir pārāk augsts, tas var radīt termiskā stresa plaisāšanu.
Uzturot tīru gaisu un pareizu temperatūru
Lai metāls neoksidētu, katrā solī tiek pievienots augstas -tīrības pakāpes argons vai slāpekļa gāze (ar skābekļa līmeni mazāk nekā 0,1%). Piemēram, substrāta uzsildīšana līdz 150–200 grādiem pirms AlSi10Mg alumīnija sakausējuma drukāšanas palīdz samazināt termisko stresu un apturēt deformāciju. Turklāt, izmantojot vairāku staru kopīgās skenēšanas tehnoloģiju, siltuma ievade var vienmērīgi sadalīties un samazināt atlikušo spriegumu.
Uzraudzība tiešsaistē un atsauksmju sniegšana slēgtā ciklā
Izmantoti infrasarkanie termometri, kausējuma baseina kameras un citi sensori, lai drukāšanas laikā reāllaikā sekotu temperatūras laukam un kausējuma baseina formai. Piemēram, viens uzņēmums izmanto AI algoritmus, lai aplūkotu izmaiņas kausējuma baseina platumā, automātiski mainītu lāzera jaudu un samazinātu porainību no 0,5% līdz mazāk nekā 0,1%, kas ievērojami palielina materiāla blīvumu.
3. Pēc-apstrādes tehnoloģija: virsmas uzlabošana un tās formas saglabāšana.
Termiskā apstrāde atbrīvo no spriedzes materiāla iekšienē.
Rūdīšana, piemēram, titāna sakausējuma karsēšana argonā 800 grādu temperatūrā divas stundas, var atbrīvoties no atlikušā spriedzes, kas uzkrājas drukāšanas laikā, un apturēt deformāciju montāžas laikā. Rūdīšanu un atlaidināšanu var izmantot, lai augstas stiprības daļas padarītu cietākas un stingrākas. Piemērs ir augstas temperatūras sakausējuma daļas, kuru pamatā ir niķelis un kuras ir apstrādātas ar karsto izostatisko presēšanu (HIP). To blīvums ir gandrīz 100%, un to noguruma izturība ir palielinājusies par vairāk nekā 30%.
Precīza apstrāde un virsmas apstrāde, ko veic ar mašīnām
CNC apstrāde: funkcionālām virsmām, piemēram, gultņu savienojošām virsmām, atstājiet 0,1–0,3 mm atstarpi. Izmantojiet piecu -asu savienojuma CNC darbgaldu, lai sasniegtu precīzas 0,02 mm līdzenuma un Ra3,2 raupjuma prasības.
Elektrolītiskā pulēšana ir process, kurā tiek izmantoti elektroķīmiskie principi, lai atbrīvotos no nelieliem izciļņiem uz alumīnija sakausējuma detaļu virsmas. Tas samazina virsmas raupjumu no Ra6 μm ​​līdz Ra0,2 μm un rada pasivācijas slāni, kas padara detaļas izturīgākas pret koroziju.
Izmantojot Al ₂ O3 vai stikla lodītes, lai lielā ātrumā ietriektos virsmā, smilšu strūklas apstrāde atbrīvo no pārpalikuma pulvera un padara virsmu vienmērīgāku. Piemēram, kāds konkrēts uzņēmums izmantoja smilšu strūklu, lai pielāgotu 3D-apdrukāto titāna sakausējuma implantu virsmas raupjumu līdz Ra1,6 μm, kas palīdzēja kaulu šūnām pielipt pie tiem.
Deformācijas kompensācija, ko virza simulācija
Varat izmantot programmatūru, piemēram, VoxelDance Engineering, lai simulētu visu drukāšanas procesu, uzminētu, kā viss mainīsies, un izveidotu modeļus, lai saņemtu atlīdzību. Konkrēts uzņēmums, piemēram, aviācijas dzinēju degvielas sprauslām pēc simulācijas regulēšanas samazināja detaļu deformāciju no 0,5 mm līdz 0,05 mm un padarīja montāžas klīrensu vienmērīgāku par 80%.
4. Plānojiet lietu salikšanu: regulāri pārliecinieties, ka viss ir pareizi
Platforma ļoti stingra lietu salikšanai
Izmantojot augstas-stingrības bāzi, precīzu transmisijas un vadības sistēmu un integrētu dizainu, lai samazinātu aprīkojuma deformācijas ietekmi uz montāžas koaksialitāti. Piemēram, humanoīdu robotu motoru montāžas līnijā tiek izmantots vides pielāgošanas dizains (piemēram, nemainīgas temperatūras uzturēšana), lai samazinātu sistēmas kļūdu skaitu.
Montāža vizuālai pozicionēšanai un spēka kontrolei
Pievienojiet augstas{0}}precīzas redzamības sistēmu, lai noteiktu svarīgu detaļu, piemēram, statora un rotora, pozīciju un virzienu, kā arī labotu montāžas laikā pieļautās kļūdas. Tajā pašā laikā beigās tiek uzstādīti integrēti spēka kontroles sensori, lai reāllaikā sekotu līdzi spēka un griezes momenta izmaiņām vairākos virzienos, padarot iespējamu "elastīgu ievietošanu". Piemēram, viens uzņēmums izmanto spēka kontroles tehnoloģiju, lai neļautu motora blokam un spiešanas spēkam mainīties par vairāk nekā ± 5N, kas neļauj gultņiem saplīst.
Atsauksmes slēgtā ciklā un spēja izsekot datus
Datu vākšana par spiedienu, pārvietojumu, griezes momentu un citiem faktoriem reāllaikā montāžas procesa laikā un to salīdzināšana ar iepriekš noteiktu procesa logu. Sistēma automātiski izsauks trauksmi vai rīkosies, ja kaut kas noiet greizi. Piemēram, viens uzņēmums izveido atsevišķus montāžas procesa ierakstus katram humanoīda robota motoram, nodrošina statistisko procesa kontroli (SPC) un kvalitātes izsekojamību, kā arī padara partijas konsistenci labāku par 99,9%.
5. Nozares gadījumi un tendences, ko gaidīt
Aviācijas joma
GE Aviation izmanto SLM tehnoloģiju, lai drukātu degvielas sprauslas LEAP dzinējiem. Tas apvieno 20 gabalus vienā, padarot to par 25% vieglāku un kalpo 5 reizes ilgāk. Pateicoties apvienotajai drukas parametru optimizācijas un CNC precīzās apstrādes kontrolei, tā montāžas precizitāte ir ± 0,01 mm.
Medicīnisko implantu joma
Johnson&Johnson DePuy Synthes izmanto 3D drukātus titāna sakausējuma acetabular kausus, lai, izmantojot elektrolītisko pulēšanu, virsma būtu gluda zem Ra0,8 μm. Tas kopā ar porainu strukturālo dizainu paātrina kaulu attīstību par 40%.