Metāla 3D drukāšanas pasta-apstrāde, salīdzinot: kura apdares metode ir piemērota jūsu vajadzībām?

Detaļa izskatījās nevainojami, kad tai bija - tīras virsmas, precīzi ārējie izmēri un gatava montāžai. Trīs dienas vēlāk, funkcionālās pārbaudes laikā, mērenā slodzē tas saplaisāja. Kļūmi neizraisīja slikts dizains vai drukas kļūdas. Tas notika tāpēc, ka, lai ietaupītu laiku, tika izlaistas kritiskās pēc-apstrādes darbības, piemēram, stresa mazināšana.

Citā gadījumā klients maksāja piemaksu par HIP par prototipu daļām, kurām bija nepieciešama tikai pamata funkcionālā pārbaude, - pievienojot budžetam 40% bez izmērāma ieguvuma.

Metāla 3D drukāšana sniedz jums daļu. Pēc-apstrāde nodrošina daļu, kas faktiski darbojas - tik ilgi, cik nepieciešams. Taču, tā kā ir pieejamas tik daudz iespēju, kā jūs zināt, kuras no tām jūsu daļai - patiesībā ir vajadzīgas un par kurām jūs maksājat nevajadzīgi?

Kāpēc pēc{0}}metāla 3D drukāšanas apstrāde nav obligāta?

Tas, kas nāk no printera, ir tikai sākums

Tā kā-būvētās metāla 3D drukātās daļas parasti saskaras ar vairākiem izaicinājumiem:

Virsmas raupjums Ra 6–20 µm (daudz pārsniedz lielāko daļu lietošanas prasību)

Augsti atlikušie spriegumi (400–600 MPa 316L SLM daļās)

Iekšējā porainība 0,1–2%

Anizotropija (Z-virziena stiprums bieži par 15–30% mazāks nekā XY)

Atbalsta konstrukcijas, kas ir jānoņem

Īsāk sakot, gandrīz 100% metāla 3D drukāto detaļu ir vajadzīgas vismaz dažas pēcapstrādes metāla 3D drukāšanas daļas, lai tās kļūtu lietojamas. Tāpēc, kāda pēcapstrāde nepieciešama metāla 3D drukāšanai, ir viens no biežākajiem jautājumiem, ko saņemam no klientiem.

Slēptās izmaksas par ziņu-apstrādes izlaišanu

Izlaižot kritiskos soļus, piemēram, stresa mazināšanu, testēšanā vai apkopē bieži rodas kļūmes. Mūsu pieredze liecina, ka pārstrādāšana, atsaukšana vai aizkavēti projekti var izmaksāt 5–10 reizes vairāk nekā pareiza pēcapstrāde pirmajā reizē. Piemēram, neapstrādātām SLM titāna detaļām parasti ir par 30–50% mazāks noguruma kalpošanas laiks, salīdzinot ar pareizi apstrādātām. Katrs pieredzējis metāla 3D drukāšanas rūpnīcas pilnas pēcapstrādes partneris jums pateiks to pašu: pēcapstrādes izlaišanas izmaksas gandrīz vienmēr ir augstākas nekā tās veikšana uzreiz.

Kā domāt par ziņu{0}}apstrādi

Pēc{0}}apstrādes lēmumi ir jāpieņem četriem galvenajiem faktoriem: gala{{1}izmantošana (displejs, funkcionālā pārbaude vai sertificēta produkcija), materiāli, nozares noteikumi un budžets/izpildes laiks.

1. tabula: kā-Būta metāla 3D drukāšana tipiskas problēmas, kurām nepieciešama pēc-apstrāde

Pēc-apstrādes metode - Stresa mazināšana un termiskā apstrāde

Kas tas ir un kāpēc tas parasti ir pirmais solis

Stresa mazināšana ietver daļas uzsildīšanu līdz noteiktai temperatūrai, lai ļautu iekšējiem spriegumiem atpūsties. Tas ir visizplatītākais un pamata{1}}pēcapstrādes posms.

Tipiski parametri:

316L nerūsējošais tērauds: 650 grādi / 2 stundas / krāsns atdzesē

Ti-6Al-4V: 730 grādi / 2 stundas / aizsargāts ar argonu

AlSi10Mg: T6 apstrāde (šķīdums + novecošana)

Ietekme ietver atlikušā sprieguma samazināšanos par 50–80% un pagarinājuma uzlabošanos par 50–100%.

Kad pietiek ar termisko apstrādi

Parasti ar to pietiek rūpnieciskām funkcionālām daļām,3D drukātas automobiļu metāla daļasun vispārīgās mehāniskās sastāvdaļas. Bieži vien nepietiek ar kosmosa sertificētām vai medicīnisko implantu daļām, kurām parasti ir nepieciešams HIP.

Biežākās termiskās apstrādes kļūdas, kas sabojā daļu

Alumīnija sakausējumu pārkaršana, izraisot graudu rupju un stiprības zudumu (kritums līdz 15–25%).

Pārāk-ātra dzesēšana, radot jaunus termiskos spriegumus.

Titāna inertās gāzes aizsardzības trūkums, kas izraisa virsmas oksidāciju.

Vienā automobiļu prototipēšanas projektā, kuru mēs atbalstījām, nepareizs AlSi10Mg dzesēšanas ātrums izraisīja neparedzētus traucējumus, kas prasīja pilnīgu atkārtotu izdruku.

Pēc-apstrādes metode - karstā izostatiskā presēšana (HIP)

Kādu GŪSU nevar veikt šī termiskā apstrāde

HIP vienlaikus izmanto augstu temperatūru (1000–1200 grādi) un izostatisko spiedienu (100–200 MPa), lai sabruktu iekšējie tukšumi. Porainība samazinās no 0,5–2% līdz gandrīz nullei, un noguruma kalpošanas laiks bieži uzlabojas 2–4 reizes. HIP-apstrādāts Ti-6Al-4V parasti uzrāda par aptuveni 35% lielāku noguruma izturību.

Kam vajadzīgs HIP un kam nē

HIP ir būtiska kosmosa primārajām struktūrām, medicīniskiem implantiem un augsta spiediena{0}}komponentiem. Parasti tas nav nepieciešams vizuāliem prototipiem vai ne-kritiskām funkcionālām daļām.

HIP izmaksu un izpildes laika realitātes pārbaude

HIP parasti palielina 30–60% izmaksu un 3–7 dienu izpildes laiku, salīdzinot ar pamata termisko apstrādi. Projektējot, jāņem vērā neliela izmēra saraušanās (0,1–0,3%).

2. tabula. Stresa mazināšana pret pilnu atlaidi un HIP ātrs salīdzinājums

Pēc-apstrādes metode- CNC apstrāde pēc metāla 3D drukāšanas

Kāpēc 3D drukāšana un CNC apstrāde ir labāka kopā, nekā atsevišķi?

CNC apstrāde pēc metāla 3D drukāšanas apvieno labāko no abām pasaulēm: piedevu sarežģītām iekšējām funkcijām un atņemšanas līdzekli augstas-precizitātes savienojuma virsmām. Tas var uzlabot kritiskos izmērus no ±0,1–0,2 mm (izdrukātā veidā) līdz ±0,01–0,05 mm.

Kurām virsmām pēc drukāšanas parasti ir nepieciešams CNC

Koncentrējieties uz CNC uz vītnēm, blīvējuma virsmām, gultņu urbumiem un precīzas atrašanās vietas noteikšanas funkcijām. Konstrukcija ar 0,3–0,5 mm apstrādes pielaidi šajās zonās.

Dizains CNC-Pēc-Drukāšanas par to, par ko domāt jau iepriekš

Vienmēr informējiet savu piegādātāju, kuras virsmas ir funkcionālas un kosmētiskas. Tas maina gan drukāšanas stratēģiju, gan pēc{1}apstrādes plānu.

Pēc-apstrādes metode- Virsmas apdare (pulēšana, apstrāde ar strūklu, elektropulēšana)

Spridzināšana - Universālais pirmais solis virsmas sagatavošanai

Stikla lodīšu strūklu apstrāde noņem slāņa līnijas un veido vienmērīgu pamatni, samazinot Ra no 12–20 µm līdz 3–6 µm, vienlaikus nodrošinot vieglu strūklu.

Mehāniskā pulēšana - Redzamām virsmām un stingrām Ra prasībām

Piemērots estētiskiem prototipiem un redzamām sastāvdaļām. Sasniedzamais Ra 0,2–1,6 µm.

Elektropulēšana - Profesionāla izvēle medicīnas un pārtikas produktiem-Kvalitatīvās daļas

Elektropulēšana nodrošina vienmērīgu Ra 0,1–0,4 µm, noņem mikro-spriegumus un pasivizē virsmu. Tas bieži ir nepieciešams medicīniskiem un pārtikas{4}}kontaktiem.

Abrazīvās plūsmas apstrāde (AFM) - Iekšējo kanālu risinājums

AFM ir ideāli piemērots sarežģītu iekšējo eju pulēšanai siltummaiņos un kosmosa komponentos.

3. tabula. Virsmas apdares metožu salīdzinājums metāla 3D drukātajām daļām

Ziņu-apstrādes metode - Pasivēšana un ķīmiskā apstrāde

Pasivācija atdala brīvo dzelzi un veido aizsargājošu oksīda slāni uz nerūsējošā tērauda, ​​ievērojami uzlabojot izturību pret koroziju. Titāna un niķeļa sakausējumiem bieži nepieciešama ķīmiska tīrīšana, lai noņemtu oksīdus.

Pēc-apstrādes metode - metienu atdalīšana un virsmas mehāniskā nostiprināšana

Šāviens rada labvēlīgu spiedes spriegumu, kas uzlabo noguruma ilgumu. Tas bieži ir norādīts aviācijas un automobiļu standartos. Lāzera trieciena noņemšana nodrošina vēl dziļāku ietekmi uz kritiskajām sastāvdaļām.

Sazinieties tagad

Nozares-Īpašas ziņas-apstrādes prasības

Aviācija un aizsardzība

Nepieciešama spriedzes samazināšana, HIP primārajām konstrukcijām, CNC uz savienojošām virsmām un pilna NDT. Vairāk nekā 70% aviācijas un kosmosa metāla AM detaļu tiek pakļautas HIP (Wohlers ziņojums 2023).

Automašīna

Prototipiem parasti nepieciešama termiskā apstrāde + CNC funkcionālajām virsmām. Ražošanas daļām var pievienot HIP motora komponentiem.

Medicīniskās ierīces

Nepieciešams HIP implantiem, elektropulēšana + pasivācija un plaša validācija. Strādājot ar medicīnas klientiem, pareiza pēc{2}}apstrāde ir bijusi atslēga FDA un ISO 13485 auditu nokārtošanai.

Izmaksas un izpildes laiks

Pēc{0}}apstrāde parasti veido 25–55% no kopējām projekta izmaksām. Caurspīdīgs metāla 3D drukas ražotājs ar apdari pa solim samazinās izmaksas un izpildes laiku.

Pēc-apstrāde nav papildinājums{1}}Metāla 3D drukas pakalpojums- tas ir kritiskais solis, kas drukātu formu pārvērš uzticamā, augstas veiktspējas-detaļā. Pareizas kombinācijas izvēle var nozīmēt atšķirību starp projekta panākumiem un dārgu neveiksmi.

Jūsu nākamajam3D metāla drukāšanas aviācijas un kosmosa daļasvai 3D Printed Automotive Metal Parts projektu, iesniedziet savus failus un prasības bezmaksas DFM pārskatīšanai ar pilnīgu pēcapstrādes ieteikumu. Mūsu pilna -servisa komanda nodrošina optimizētus, sertificētus rezultātus no drukas līdz gatavai detaļai.

Atsauces

MarketsandMarkets 2024: Metal AM tirgus un integrētā pēc{1}}apstrādes sistēma, paredzams līdz 2028. gadam

Wohlers ziņojums 2023: HIP ieviešanas rādītājs kosmosa AM, NDT izmantošanas statistika

ASTM A967 / ASTM B912: Pasivācijas un elektropulēšanas standarti

ASTM F86: virsmas apstrādes standarts metāliskiem ķirurģiskiem implantiem

AS9100D/NADCAP: Aerospace AM un pēcapstrādes sertifikācijas prasības

ISO 13485/FDA 21 CFR 820. daļa: Medicīnas ierīču ražošanas kvalitātes prasības pēc apstrādes pēc{3}}apstrādes

EOS GmbH/Trumpf Technical Papers: kā-iebūvēto īpašumu dati un pēc{1}}apstrādes vadlīnijas