Inženieris atklāj jaunu zīmējumu: hidrauliskais korpuss, kas pildīts ar iekšējiem eļļas kanāliem, krustojošām ūdens ejām un brīvas formas dobumiem. 5-ass programmētājs nekavējoties atzīmē problēmu, kas nevar sasniegt pusi no funkcijām. Daļas sadalīšana, pušu apstrāde, pēc tam to metināšana vai saskrūvēšana ir parastais risinājums. Šis maršruts palielina blīvēšanas risku, papildu armatūru, ilgāku izpildes laiku un augstākas izmaksas.
Praktiskais jautājums kļūst skaidrs: varmetāla 3D drukātās sastāvdaļasatrisināt ģeometriju vienā gabalā?
Kāpēc sarežģīti iekšējie dobumi joprojām rada izaicinājumu vairāku{0}}asu CNC?
Rīka pieejamība nosaka stingru ierobežojumu. Pat vienlaicīgas 5-asu mašīnas cīnās ar dziļiem izliektiem kanāliem vai pilnībā slēgtām ejām. Tiklīdz dziļuma -pret-diametra attiecība pārsniedz aptuveni 4:1 vai ir zemāka par -redzamības bloka līniju, veikali izmanto vairākus iestatījumus vai sekundāro EDM.
Ja tīrā apstrāde neizdodas, dizaineri sadala daļu. Katrs savienojums vēlāk kļūst par potenciālu noplūdes ceļu zem spiediena. Metināšana rada siltuma-ietekmētās zonas un atlikušo spriegumu; seko pārbaude un pārstrāde. Maza-līdz-sarežģītas ģeometrijas detaļu apjoma gadījumā šīs sankcijas ātri sadārdzina parastos maršrutus.
Kā metāla 3D drukāšana atrisina iekšējās-dobuma problēmu
Piedevu procesi slāni pa slānim veido no metāla pulvera, tāpēc instrumenta sasniedzamība vairs nav svarīga. Gandrīz jebkuras formas iekšējie kanāli -apļveida, kvadrātveida, zarojoši vai konformāli-veidojas kā viens ciets ķermenis.
SLM (selektīvā lāzera kausēšana)
Pilnībā izkausē pulveri un nodrošina gandrīz{0}}pilnu blīvumu, kas piemērots funkcionālām hidrauliskajām daļām. Nekausēts pulveris kanālos darbojas kā pagaidu atbalsts, kas vēlāk tiek noņemts caur paredzētajiem evakuācijas caurumiem (parasti 3 mm vai lielāki).
Rūpnieciskā MJF druka
Vispiemērotākais augstas veiktspējas{0}}polimēru prototipiem, kas ātri apstiprina sarežģītus iekšējos plūsmas ceļus. Metāla detaļu ražošanā vadošās lomas ir SLM vai metāla saistvielu-strūklas sistēmas.
Abas pieejas atvērtās dizaina iespējas, CNC nevar saskaņot: topoloģija{0}}optimizētie režģi, kas samazina svaru, konformāli dzesēšanas kanāli, kas seko detaļas kontūrai, un vienmērīgi organiskās plūsmas ceļi, kas samazina spiediena kritumu.
Hidrauliskie kolektori, kuriem kādreiz bija nepieciešami desmit vai vairāk mehāniski apstrādāti gabali, tagad var kļūt par vienu metāla 3D drukātu komponentu. Mazāks savienojumu skaits nozīmē mazāk noplūdes vietu un vienkāršāku montāžu.
3D drukāšana pilnībā neaizstāj CNC{1}}kur uzvar hibrīds
Kā-uzbūvēta metāla 3D drukāšana parasti darbojas±0,1 mmun virsmas raupjums apkārtRa 5–15 µm. Blīvēšanas virsmām, precīzijas urbumiem un vītnēm, kurām nepieciešama stingrāka pielaide, joprojām ir nepieciešama CNC apdare.
Apstrādāts sagataves arī saglabā pilnībā izotropiskās īpašības, kas nepieciešamas dažām augsta{0}}cikla lietojumprogrammām. Pie lielākiem apjomiem izmaksu bilance mainās -, tiklīdz tiek apmaksātas programmas un aprīkojums, vairāku-asu CNC bieži vien kļūst lētāks vienkāršākām vai vidēji sarežģītām formām.
Reālistiskā rūpnieciskā atbilde ir hibrīdražošana. Izdrukājiet sarežģīto iekšējo ģeometriju un brīvas formas korpusu, pēc tam apstrādājiet tikai kritiskos atskaites punktus un blīvējuma virsmas. Šī kombinācija nodrošina piedevu ģeometrisku brīvību ar atņemšanas darba precizitāti- un ir viens no labākajiem sarežģītu iekšējo dobumu detaļu procesiem mazās -līdz -vidējās partijās.
Praktiskas piezīmes par iekšējo kanālu drukāšanu bez atbalsta struktūrām
Dizaineri var izvairīties no iesprostotiem balstiem, ievērojot dažus atkārtojamus noteikumus:
Šie noteikumi pārvērš "kā drukāt iekšējos kanālus bez atbalsta konstrukcijām" no teorētiska jautājuma par atkārtojamu ražošanas metodi.
Gadījuma piemērs: hibrīda maršruts hidrauliskajam korpusam
Gadījuma izpēte
Nesenā projektā, ko vadīja specializēts metāla 3D drukas ražotājs, bija augstspiediena hidrauliskais korpuss ar vairākām krustojošām eļļas galerijām un montāžas saskarnēm. Tīrai vairāku-asu CNC būtu vajadzīgas trīs atsevišķas detaļas, metināšana un plaša noplūdes pārbaude-, paredzamais izpildes laiks no sešām līdz astoņām nedēļām.
Komanda pārveidoja daļu, lai pievienotu: paš-atbalstošie kanāli, pulvera-escape porti un papildu krājumi, kas palikuši visās svarīgajās sejās. Korpusu SLM izgatavoja no nerūsējošā tērauda,-noņemot spriegumu, un pēc tam to apstrādāja ar 5 asu mašīnu tikai tur, kur to prasīja pielaides.
Izpildes laiks samazinājās līdzzem divām nedēļām. Viena{1}}gabala konstrukcija noņēma metinātos savienojumus. Spiediena pārbaude apstiprināja veiktspēju bez noplūdes -darba spiediena apstākļos. Nelielai ražošanas partijai kopējās izmaksas bija daudz zemākas par vairāku gabalu CNC maršrutu.
Nozares virziens
Metāla piedevu ražošana turpina palielināt daļu detaļu, kuru vērtība ir iekšējā sarežģītībā-hidrauliskie bloki, konformāli-dzesēti instrumentu ieliktņi un vieglie kosmosa kolektori. Hidraulisko korpusu vairāku-asu CNC un 3D drukāšanas salīdzinājums arvien vairāk dod priekšroku hibrīda maršrutam, kad kanālu ģeometrija ir galvenais izmaksu virzītājspēks.Ātrā prototipa tehnoloģijaļauj komandām pārbaudīt plūsmas veiktspēju polimērā (bieži vien izmantojot rūpniecisko MJF drukāšanu) pirms metāla ražošanas. Progresīvie veikali, kas kādreiz darbojās tikai kā iekšējās dobuma CNC apstrādes rūpnīcas, tagad regulāri pievieno piedevu jaudu vai sadarbojas ar metāla 3D drukas ražotāju, lai abas iespējas būtu pieejamas.
Bieži uzdotie jautājumi
J: Vai 3D drukāšana var pilnībā aizstāt CNC iekšējām dobuma daļām?
A: Nē. Tas atrisina nepieejamas iekšējās funkcijas un nostiprina mezglus, tomēr kritiskajām pielaidēm un virsmas apdari gandrīz vienmēr ir nepieciešama CNC apdare.
J: Vai MJF drukāšana ir pietiekami precīza funkcionāliem iekšējiem kanāliem?
A: Rūpnieciskā MJF drukanodrošina konsekventas, izotropiskas polimēru daļas un labi darbojas ātrās prototipu tehnoloģijās un nemetāliskos kanālos. Spiediena metāla kanāliem SLM vai metāla saistvielu strūkla joprojām ir spēcīgākā izvēle.
J: Kas ir lētāks nelielām partijām-3D drukāšanai vai vairāku asu CNC?
A: Sarežģītiem iekšējiem dobumiem metāla 3D drukāšana vai hibrīda maršruts parasti maksā mazāk daudzumos no viena līdz dažiem desmitiem, jo tas novērš vairākkārtēju uzstādīšanu, metināšanu un metāllūžņu risku.
J: Vai 3D drukātās metāla daļas var pēc tam apstrādāt ar CNC?
A: Jā. Apstrādes materiālu atstāšana uz kritiskām virsmām ir standarta prakse, un tā nodrošina blīvēšanai un montāžai nepieciešamo precizitāti.
Nākamais solis
Ja jūsu nākamā hidrauliskā korpusa, kolektora vai dobuma daļa nospiež vairāku{0}}asu CNC pāri praktiskiem ierobežojumiem, nosūtiet zīmējumu ātrai ražojamības pārskatīšanai. Specializēts metāla 3D drukas ražotājs var parādīt, vai tīras piedevas, hibrīda piedevas-plus-CNC vai parastā apstrāde nodrošina vislabāko procesu sarežģītu iekšējo dobumu daļām jūsu apjoma un veiktspējas logā, - regulāri saīsinot izpildes laiku, novēršot noplūdes vietas un samazinot kopējās izmaksas, salīdzinot ar tradicionālajām metināšanas metodēm{6}}} un{{7}.