Kā izveidot pēc{0}}apstrādes kvalitātes sistēmu metāla 3D drukāšanai?

Ievads

Iedomājieties šo: iepirkumu vadītājs saņem metāla 3D drukātu veidņu ieliktņu partiju, kas pēc ierašanās izskatās nevainojami. Virsmas apdare ir gluda, konformālie dzesēšanas kanāli ir precīzi novietoti, un izmēru pielaides tiek pārbaudītas uz papīra. Tomēr pēc divām ražošanas nedēļām pelējums sāk nevienmērīgi nolietoties, uz detaļām parādās zibspuldze un cikla laiki mainās. Galvenais cēlonis? Nav strukturētas metāla 3D drukas kvalitātes kontroles sistēmas - tikai ad-pēcapstrāde-, kas atstāja slēptus spriegumus, nekonsekventu virsmas integritāti un nepārbaudītu kanāla veiktspēju.

Izturīga pēc-apstrādes kvalitātes sistēma nav patīkama-no-metāla 3D drukāšanai; tā ir atšķirība starp veidņu instrumentiem, kas ilgst 100,{5}} ciklus, un tādus, kas neizdodas 20 000. Šajā praktiskajā rokasgrāmatā pircēji un ražotāji ir izskaidroti, kā tieši to izveidot, pārbaudīt un ieviest. Jūs redzēsiet reālus datus, pārbaudītu sešu{9} pīlāru sistēmu un Sunhingstones gadījuma izpēti, kas nodrošināja 180,{11}} ciklus liela apjoma{12}}automobiļu rīkiem. Neatkarīgi no tā, vai meklējat avotusmetāla 3D drukāta iesmidzināšanas veidneieliktņus vai mērogojot savu metāla piedevu ražošanas darbību, šīs darbības aizsargās jūsu ieguldījumu un ražošanas darbības laiku.

Kāpēc veidņu instrumenti paaugstina kvalitātes latiņu augstāk nekā standarta metāla daļas

Iesmidzināšanas veidņu instrumenti, kas izgatavoti, izmantojot metāla 3D drukāšanu, saskaras ar daudz sodīgākiem apstākļiem nekā parastās AM daļas. Katrs cikls rada ārkārtēju ciklisku termisko spriegumu (bieži 200–400 grādu svārstības), stingras izmēru pielaides (parasti ±0,05 mm vai labāk lieliem ieliktņiem) un virsmas apdares prasības, kas var prasīt Ra mazāku vai vienādu ar 0,8 µm uz pulētām dobuma virsmām. Konformālajiem dzesēšanas kanāliem ir jāpaliek bez noplūdēm- un izmēriem ir jābūt stabiliem augsta spiediena un atkārtotas termiskās cikla laikā.

Bez oficiālas metāla 3D drukas kvalitātes kontroles sistēmas šīs prasības kļūst par minējumiem. Atbalsta noņemšana var radīt mikro-deformācijas, termiskā apstrāde var atstāt atlikušo spriegumu, un virsmas apdare var mainīt dzesēšanas-kanāla ģeometriju. Saskaņā ar 2023. gada pētījumu, kas publicēts žurnālā Journal of Manufacturing Processes, vairāk nekā 55% AM instrumentu ieliktņu kļūmju cēlonis ir nepietiekama pēcapstrāde, nevis pats drukāšanas process.

Tāpēc katrā pēc{0}}apstrādes posmā ir nepieciešams dokumentēts "kvalitātes punkts" - izmērāms kontrolpunkts ar izturēšanas/neatbilstības kritērijiem, pirms daļa tiek virzīta uz priekšu. Tikai tad jūs varat garantētmetāla 3D drukaizmēru pielaide, SLM veidņu instrumentu virsmas apdare un kanāla integritāte, kas prasa lielas -apjoma formēšanas prasības.

Metāla 3D drukāšanas pēc{1}apstrādes kvalitātes sistēmas seši pīlāri

Šeit ir skenējams, koplietojams jebkuras uzticamas metāla 3D drukas kvalitātes kontroles sistēmas kodols. Katrs pīlārs ietver īsu skaidrojumu un to, kas bez tā neizdodas.

Būvēšanas parametru dokumentācija un izrakstīšanās-Katrs darbs sākas ar bloķētu būvfailu (lāzera jauda, ​​skenēšanas stratēģija, slāņa biezums, atbalsta dizains), ko paraksta inženierzinātnes un kvalitāte. Bez tā jūs nevarat izsekot defektiem līdz pamatcēloņiem vai atkārtot veiksmīgas versijas.

Sprieguma samazināšana/termiskā apstrāde ar sertificētiem cikla ierakstiem H13 instrumentu tēraudam vai līdzīgiem sakausējumiem kontrolēts HIP vai vakuuma termiskās apstrādes cikls nav apspriežams. Sertificēti termopāra dati un krāsns diagrammas pierāda, ka daļa ir sasniegusi precīzu temperatūras{4}}laika profilu. Izlaidiet to, un atlikušie spriegumi izraisa deformāciju vai priekšlaicīgu plaisāšanu veidnē.

Atbalsta noņemšanas protokols + izmēru pārbaude Nr. 1 Standartizēta secība (stiepļu EDM, lentzāģis, CNC), kam seko tūlītēja CMM vai zilās gaismas skenēšana. Šis pirmais-raksta dimensiju vārti agri uztver izkropļojumus. Bez tā vēlākas darbības tērēs laiku, izmantojot -ne{7}}pielaides daļas.

Virsmas apdares standarts (strūklas apstrāde, EDM, pulēšana) ar Ra mērķi katram lietojumam Definējiet precīzas Ra vērtības (piemēram, mazākas vai vienādas ar 0,8 µm dobuma virsmām, mazākas vai vienādas ar 3,2 µm neredzamām vietām) un materiālu, spiediena un pulēšanas darbību secību. SLM veidņu instrumentu virsmas apdare tieši ietekmē daļas atbrīvošanu un veidņu kalpošanas laiku; nekontrolēta apdare rada nekonsekventu tekstūru un slēptus stresa pacēlājus.

Konformāls dzesēšanas kanāla spiediens un noplūdes pārbaude Saspiediet kanālus līdz 1,5 reizes darba spiedienam (parasti 150–200 bāri) ar hēliju vai krāsotu ūdeni un turiet dokumentētu aiztures laiku. Jebkurš kritiens vai noplūde sabojā daļu. Tas ir ļoti svarīgi konformālai dzesēšanas ieliktņa 3D drukāšanai -, kas padara metāla AM instrumentus par izciliem.

Pēdējā CMM/3D skenēšanas pārbaude un pirmā-raksta atskaite Pilna 3D optiskā vai CT skenēšana, kā arī CMM punkti par visām kritiskajām funkcijām, ar digitālu ziņojumu, tostarp noviržu siltuma kartēm. Šie gala vārti ražo izsekojamu kvalitātes paketi, kas būtu jāpieprasa katram pircējam.

Kā tas atšķiras ar iesmidzināšanas veidņu instrumentiem, īpaši veidņu ieliktņiem jāatbilst ne tikai mehāniskajām specifikācijām, bet arī 3D drukāto veidņu ieliktņu kvalitātes standartiem, kas ietver noguruma kalpošanas laiku cikliskās slodzes apstākļos un siltumvadītspējas saglabāšanu. Tāpēc metāla piedevu ražošanas pārbaudes procesā tiek pievienota spiediena/noplūdes pārbaude un virsmas -integritātes pārbaude, kas standarta strukturālajām AM daļām reti ir nepieciešama. Sešu pīlāru sistēma automātiski ievieš šos papildu vārtus.

Dati saka: kvalitātes sistēmas pret kvalitātes sistēmu neesamību

Cietie skaitļi padara lietu nenoliedzamu. 2024. gada Wohlers ziņojums liecina, ka uzņēmumi ar formāliem AM pēcapstrādes{2}}protokoliem ziņo par 35–40% mazāk pārstrādes ciklu. ASTM Starptautiskā AM izcilības centra konstatējumi apstiprina, ka strukturēta pārbaude katrā pēc{6}}apstrādes posmā samazina kopējo detaļu lūžņu līmeni no ~18% līdz mazāk nekā 5% ražošanas vidē.

Šeit ir ātrs salīdzinājums:

No ESTA{0}}atzītajiem piegādātājiem pārrobežu rūpniecisko instrumentu piegādes ķēdēs arvien biežāk tiek sagaidīts, ka viņi demonstrēs dokumentētus kvalitātes protokolus -, kas nodrošina atbilstošus ražotājiem nepārprotamu priekšrocību globālajos piedāvājumos. Ziņojums ir vienkāršs: metāla AM detaļu pēc-apstrādes darbības ir vieta, kur reālā veiktspēja tiek panākta.

Sunhingstones gadījuma izpēte: kvalitātes sistēmas izveide liela apjoma{0}}veidņu instrumentiem

Kādam Eiropas plastmasas ražotājam bija nepieciešami astoņi metāla 3D drukāti H13 tērauda veidņu ieliktņi ar konformālu dzesēšanu lielai -automobiļu salona apdares daļai. Viņu iepriekšējais piegādātājs izmantoja ad hoc pēc-apstrādi; trīs no astoņiem ieliktņiem neizdevās spiediena testēšanā, un projekts paslīdēja sešas nedēļas.

Sunhingstones ieviesa pilnu sešu{0}}vārtu kvalitātes protokolu. Rezultāts: visi astoņi ieliktņi izturēja pirmo-izstrādājuma pārbaudi pirmajā mēģinājumā. Konformāli dzesēšanas kanāli noturēja 150 bārus ar nulles noplūdi. Instrumenti tagad ir pārsnieguši 180 000 ciklus bez neplānotas apkopes.

Kā sertificēts metāla 3D drukas ražotājs, kas pārvalda īpašu 3D drukāto veidņu ieliktņu rūpnīcu, Sunhingstones pati kvalitātes sistēma uzskata par produktu. Pircēji saņem pilnas dokumentācijas paketes -, nevis tikai daļas -, kas nodrošina netraucētu integrāciju savās ISO vai IATF sistēmās. Šī pieeja pārvērš vairumtirdzniecības metāla 3D drukas pakalpojumu par atkārtojamu, zema{7}}riska piegādes ķēdes risinājumu.

Kā novērtēt, vai metāla 3D drukas piegādātājam ir reāla kvalitātes sistēma

Izmantojiet šo 7-jautājumu uzticamības pārbaudes kontrolsarakstu pirms pasūtīšanas no jebkura pielāgota metāla 3D drukas instrumentu piegādātāja:

Vai varat nodrošināt procesa FMEA tieši pēc{0}}apstrādei?

Vai katrai partijai izsniedzat termiskās apstrādes sertifikātus (ar termopāra diagrammām)?

Kādu CMM vai 3D skenēšanas aprīkojumu jūs izmantojat, un vai es varu redzēt kalibrēšanas ierakstus?

Kā jūs pārbaudāt konformālā dzesēšanas kanāla integritāti (spiedienu, noplūdi, plūsmu)?

Kāds ir jūsu dokumentētais pirmais{0}}rakstu izturēšanas rādītājs veidņu ieliktņiem pēdējo 12 mēnešu laikā?

Vai es varu redzēt kvalitātes pārskata paraugu no iepriekšējā metāla 3D drukātā iesmidzināšanas veidņu darba?

Vai jūsu procesi tiek auditēti atbilstoši kādam ISO vai ASTM standartam?

Piegādātāji, kas atbild "jā" uz visiem septiņiem - un var nekavējoties sagatavot dokumentāciju -, izmanto īstu metāla 3D drukas kvalitātes kontroles sistēmu. Sunhingstones dara.

Praktiskas darbības, lai izveidotu vai pārbaudītu savu pēc{0}}apstrādes kvalitātes sistēmu

Ja jums ir iekšēja{0}}AM laboratorija vai vēlaties pārbaudīt piegādātājus, veiciet tālāk norādītās darbības.

Kartējiet savu pašreizējo ziņu{0}}apstrādes darbplūsmu no beigām-līdz{2}}beigām.

Identificējiet un dokumentējiet iepriekš minētos sešus kvalitātes vārtus.

Atlasiet mērīšanas rīkus (CMM stingrām pielaidēm, zilā{0}}gaisma vai CT skenēšana iekšējiem kanāliem).

Izveidojiet standartizētas veidnes izveides dokumentiem, termiskās{0}apstrādes ierakstiem, pārbaužu ziņojumiem un{1}}neatbilstības ziņojumiem.

Izpildiet pirmo iekšējo auditu nākamajiem pieciem veidnes{0}}ievietošanas darbiem un veiciet mērījumus, izmantojot 3. sadaļā norādītos rādītājus.

Daudzi oriģinālo iekārtu ražotāji, kas mērogoja savas AM rīku programmas, arī piesaista Sunhingstones piegādātāju auditiem un kvalitātes{0}}sistēmu konsultācijām. Mērķis ir viens: pārvērst pēcapstrādi no izmaksu centra par konkurences priekšrocību.

FAQ

1. J. Kāda pēcapstrāde ir nepieciešama metāla 3D drukātam iesmidzināšanas veidnes ieliktnim?

Pilna secība ir šāda: spriedzes-atslodze/termiskā apstrāde → balsta noņemšana → izmēru pārbaude → virsmas apstrāde (strūklas apstrāde + pulēšana līdz norādītajam Ra) → atbilstošs dzesēšanas spiediena/noplūdes tests → galīgā CMM/3D skenēšana + pirmais{4}}raksta ziņojums. Katrs solis ir jādokumentē.

Q2: Cik precīzi ir metāla 3D drukātie veidņu ieliktņi, salīdzinot ar mehāniski apstrādātajiem? Izmantojot pareizu kvalitātes sistēmu, metāla AM ieliktņi parasti sasniedz ±0,05 mm vai labākus parametrus -, kas atbilst vai pārsniedz parasto apstrādi sarežģītu ģeometriju gadījumā. Atšķirība ir tāda, ka AM nodrošina konformālus dzesēšanas kanālus, ko nespēj apstrādāti ieliktņi.

Q3: Vai 3D drukāšana ir piemērota iesmidzināšanas veidņu instrumentiem?

Jā -, ja ir ieviesta strukturēta metāla 3D drukas kvalitātes kontroles sistēma. Instrumenti ar konformālu dzesēšanu regulāri nodrošina par 30–50% ātrāku cikla laiku un 100,{6}} dzīves ciklus, ievērojami pārspējot tradicionālās metodes sarežģītu detaļu gadījumā.

4. jautājums. Kas ir konformāls dzesēšanas kanāls, un kāpēc pēc{1}}apstrāde tam ir svarīga?

Konformāli dzesēšanas kanāli precīzi atbilst dobuma kontūrai, noņemot siltumu daudz efektīvāk nekā taisni{0}}izurbti kanāli. Pēc-apstrāde (īpaši atbalsta noņemšana un noplūdes pārbaude) nodrošina, ka kanāli paliek atvērti, nav izkropļoti un cieši nospiesti; jebkurš defekts šeit iznīcina veiktspējas pieaugumu.

Q5: Kā es varu zināt, vai manam metāla 3D drukas piegādātājam ir atbilstoša kvalitātes sistēma? Uzdodiet septiņus jautājumus 5. sadaļā. Piegādātājs, kas nodrošina pilnīgu dokumentāciju par katriem vārtiem, izmanto reālu sistēmu; neskaidras garantijas vai trūkstošie ieraksti ir sarkani karodziņi.

6. jautājums: kādi sertifikāti metāla 3D drukas ražotājam ir jāsaņem veidņu instrumentiem?

Meklējiet ISO 9001 vai IATF 16949 (automobiļiem), kā arī atbilstību ASTM/ISO AM standartiem (piemēram, ISO/ASTM 52904 procesa dokumentācijai). Būtiski ir arī materiālu sertifikāti atbilstoši ASTM A681 (H13) vai līdzvērtīgam standartam.

Atsauces

Wohlers ziņojums 2024 - wohlers.com

Ražošanas procesu žurnāls: "Pēc{0}}apstrādes ietekme uz AM instrumentu ieliktņu veiktspēju" (2023) - sciencedirect.com

ASTM Starptautiskais AM izcilības centrs - astm.org/amcoe

ISO/ASTM 52904: AM procesa dokumentācijas standarts - iso.org

ASTM A681/DIN 1.2344: H13 instrumentu tērauda termiskā apstrāde - astm.org

America Makes & ANSI AMSC standartizācijas ceļvedis v2.0 - america-makes.us

ESTA (Eiropas drošības transporta asociācija) - rūpnieciskās piegādes ķēdes atbilstības atjauninājumi - esta.org

ResearchGate: "Konformāli dzesēšanas kanāli SLM veidņu iekārtās: pārskats" - researchgate.net