Kā novērst izkropļojumus plānās{0}}sienas metāla 3D drukātajās dzinēja daļās

Jūs pabeidzat vieglu ieplūdes komponentu vai dzinēja korpusu ar plānām -sienām, nosūtāt to metāla 3D drukāšanai, un daļa tiek atgriezta ar kritisko sienu, kas deformēta par 0,2–0,3 mm. Tas vairs nestāv plakaniski vai nesakrīt ar pārošanās daļām. Tas notiek regulāri ar plānām -sienu metāla piedevām, it īpaši, ja atlikušais spriegums netiek pārvaldīts no paša sākuma.

Izkropļojumi nav noslēpumaini. Tas izriet no paredzamas termiskās uzvedības, un arī vadības ierīces ir paredzamas. Tālāk ir sniegts praktisks ieskats, kāpēc tas notiek un kas faktiski darbojas, lai saglabātu plānas{2}}sienu dzinēja komponentus izmantojamās pielaides robežās.

Kāpēc plānās{0}}sienas metāla daļas deformējas

DMLS vai SLM lāzers augstā temperatūrā izkausē nelielu pulvera daudzumu, pēc tam materiāls ļoti ātri atdziest. Apkārtējais pulveris un sacietējušais metāls paliek daudz vēsāks. Šī straujā temperatūras atšķirība rada atlikušo spriegumu.

Plānās sienas cieš visvairāk, jo tām ir zema stingrība un ierobežoti ceļi siltumam. Trīs problēmas parādās atkārtoti:

Atlikušo spriegumu bloķē atkārtoti kušanas{0}}dzesēšanas cikli

Pārāk vāji vai slikti novietoti balsti, tāpēc daļa dzesēšanas laikā var izvilkties no formas

Siltuma uzkrāšanās slaidās daļās, kas nevar pietiekami ātri izdalīt siltumenerģiju

Kad šie faktori apvienojas, siena, kas CAD modelī izskatījās perfekta, var viegli pārvietoties pietiekami, lai montāžas virsmas vai blīvējuma virsmas netiktu pieļautas.

Vispirms izveidojiet pareizo sienas dizainu
Vienveidīgs biezums uzvedas labāk nekā pēkšņi lēcieni no bieza uz plānu. Vieglu ribu vai fileju pievienošana ne-kritiskajās vietās bieži palielina stingrību konstrukcijas laikā, nesabojājot svara mērķi. Lieli plakani neatbalstīti laidumi ir biežas problemātiskās zonas-, tās sadala vai pareizi atbalsta. Šie ir praktiski izmantojamu plānsienu metāla 3D drukas dizaina vadlīniju pamati.

Orientējieties uz daļu, paturot prātā stresu
Vertikālās vai leņķiskās orientācijas kritiski plānām sienām parasti samazina kausējamo laukumu jebkurā brīdī un maina vietu, kur koncentrējas atlikušais spriegums. Orientācija arī nosaka, uz kurām virsmām būs atbalsta zīmes, tāpēc funkcionālām sejām ir jāpievērš savlaicīga uzmanība.

Izmantojiet balstus gan kā enkurus, gan siltuma ceļus
Balsti ir paredzēti ne tikai, lai apturētu daļas nokrišanu. Augsta-sprieguma zonās tiem ir nepieciešams pietiekams šķērsgriezums-, lai tie izturētu vilkšanas spēkus un vadītu siltumu. Vienmērīgi plāni balsti bieži sabojājas tieši tajās vietās, kas ir vissvarīgākās.

Kontrolējiet parametrus un izmantojiet priekšsildīšanu, ja tāda ir pieejama
Stabilas, apstiprinātas parametru kopas konkrētajam sakausējumam un mašīnai ir svarīgākas par pastāvīgu mānīšanu. Pamatnes priekšsildīšana samazina temperatūras atstarpi starp kausējuma baseinu un pārējo daļu, kas tieši samazina atlikušo spriegumu.

Noņemiet stresu-, kamēr daļa joprojām atrodas uz šķīvja
Šis vienīgais solis novērš lielu daļu vēlīnās{0}}posma deformācijas. Termiskā apstrāde mazina stresu, kamēr konstrukcijas plāksne joprojām saglabā ģeometriju. Vispirms detaļas nogriešana un pēc tam termiskā apstrāde-ir izplatīts iemesls, kas rodas pēc tam, kad detaļa uz mašīnas izskatās labi.

Titāna sakausējumi, piemēram, Ti-6Al-4V, slikti vada siltumu, salīdzinot ar daudziem tēraudiem vai alumīnija sakausējumiem. Siltums paliek lokalizēts ilgāk, tāpēc atlikušais spriegums var palielināties. Tās pašas kontroles metodes-pārdomātais dizains, orientācija, izturīgie balsti, parametru disciplīna un plāksnīšu{10}}sprieguma samazināšana attiecas tieši uz titāna sakausējuma 3D drukātajiem medicīniskajiem implantiem. Šajās daļās ir arī plānas sienas, sarežģīti režģi un nav vietas izmēru novirzei. Pieredze, kas gūta ar plānsienu dzinēja detaļām, ir labi izmantojama medicīnisko implantu darbā un otrādi.

Metāla 3D drukāšana nodrošina gandrīz-neto formu. Tas parasti nenodrošina galīgās pielaides blīvējuma virsmām, gultņu virsmām vai precīziem montāžas punktiem. Šīm funkcijām gandrīz vienmēr ir nepieciešama CNC apstrāde. Tāda pati hibrīda pieeja ir standarts Precision CNC mehāniski apstrādātiem medicīnas produktiem: piedevu ražošana rada sarežģītu ģeometriju, un CNC iekļauj specifikācijās kritiskās virsmas. Apdrukātās sagataves projektēšana ar atbilstošu apstrādes materiālu uz atslēgu virsmām padara kombināciju efektīvu.

Vienam ar plānām -sienu titāna sakausējuma dzinējam-saistītam komponentam sākotnējās konstrukcijas montāžas virsmā pēc atbalsta noņemšanas tika konstatēta aptuveni 0,25 mm deformācija. Sienu biezums skartajā zonā bija mazāks par 1,5 mm, un sākotnējā orientācija atstāja lielu horizontālu laidumu.

Pārskatītā pieeja ietvēra viendabīgākas sienu pārejas, pievienotu lokālu stingrību, labāku konstrukcijas orientāciju, stingrākus balstus augsta{0}}sprieguma zonā, spriedzes mazināšanu, kamēr tas joprojām bija piestiprināts pie konstrukcijas plāksnes, un apzinātu apstrādi kritiskajā virsmā. Pēc CNC apdares montāžas virsma sasniedza nepieciešamo pielaidi un daļa tika samontēta bez problēmām. Uzlabojums tika panākts, apstrādājot dizainu, procesu, termisko apstrādi un apstrādi kā vienu sistēmu, nevis atsevišķus posmus.

Ne katrs metāla 3D drukas ražotājs vai metāla 3D drukas rūpnīca vienlīdz labi apstrādā plānās{2}}sienas. Noderīgi signāli ietver:

Pieredze ar plānu{0}}sienu ģeometriju un sakausējumiem, ko jūs faktiski izmantojat

-Iekšējā vai cieši saistīta spriedzes- mazināšana, HIP iespējas, kad nepieciešams, un CNC apdare

Pareizi pārbaudes rīki un ieradums pārbaudīt atlikušās{0}}stresa sekas

Dokumentēta procesa vadība, nevis viena{0}}parametra minēšana

Iespēja pāriet no prototipa uz mazām -partijām vai vairumtirdzniecības pielāgotām metāla 3D drukātajām detaļām bez kvalitātes krituma-

Veikals, kurā savlaicīgi tiek apspriests deformācijas risks un dizaina pielāgojumi, parasti ir uzticamāks nekā tas, kas vienkārši norāda cenu par daļu.