Како побољшати тачност димензија у металном 3Д штампању?

Зашто је тачност димензија у металном АМ сложенија него што изгледа

Јаз између спецификација машине и стварне{0}}светске тачности

Уобичајена грешка је да погледате спецификацију машине, видите „±0,05 мм ласерско позиционирање“ и под претпоставком да ће део делити ту толеранцију. У стварности, прецизност опреме је само један фактор.

Према подацима компаније ЕОС ГмбХ, отприлике 60% проблема са тачношћу штампања метала произилази из скупљања материјала и термичке дисторзије, а не због оптичког стола машине. Док ИСО/АСТМ 52900 дефинише терминологију за адитивну производњу, постизање резултата високог{3}}квалитета захтева превазилажење стандардних дефиниција.

Професионални савет: Правило тачности палца
Стандардни СЛМ/ДМЛС делови се обично налазе у границама ±0,1–0,2 мм. Постизање толеранција мањих од ±0,05 мм ретко је могуће „као-штампано“ и скоро увек захтева комбинацију симулационог{5}}управљаног дизајна и ЦНЦ накнадне{6}} обраде.

Седам фактора који одређују коначну тачност

Скупљање материјала: физичка контракција3Д метални материјалкако се учвршћује.

Преостали напон: Унутрашња напетост се ствара током брзих циклуса хлађења.

Стратегија скенирања: Пут којим ласер иде да би отопио прах (нпр. шаховска табла наспрам трака).

Оријентација израде: како је део под углом у односу на премаз и З{0}}ос.

Дизајн подршке: Колико је ефикасно део усидрен за одвођење топлоте.

Топлотна обрада: Време циклуса ослобађања од стреса.

Накнадна{0}}обрада: Прорачунато уклањање материјала од ЦНЦ завршне обраде или пескарења.

Табела 1: Типична тачност димензија према металном АМ процесу

Фактор #1: Скупљање материјала и пре{1}}компензација

Сваки метал се скупља док прелази из течног у чврсто стање на собној температури. Међутим, сви метални материјали за 3Д штампање се не скупљају истом брзином.

Сваки метал се скупља-Али алуминијум је најтежи

Нерђајући челик 316Л се обично скупља за 0,8–1,2%, док3Д штампа на алуминијуму(АлСи10Мг) се суочава са много већом стопом скупљања од 1,2–2,0%. Висок коефицијент термичке експанзије (ЦТЕ) алуминијума значи да је двоструко већа вероватноћа да се деформише од титанијума.

Решење: базе података за скалирање и компензацију

Професионални добављачи користе тест "првог артикла" за калибрацију стварног скупљања на одређеној машини. Скалирањем ЦАД модела (нпр. 1,012к) у софтверу за сечење, део се "смањује" у своје циљне димензије. Калибрирана компензација може побољшати тачност за 40–60%.

Фактор #2: Преостали стрес и стратегија скенирања

Како резидуални стрес уништава толеранцију

Док ласер топи слој, расхладни метал жели да се скупи, али га "задржавају" чврсти слојеви испод. Ово ствара заостало затезно напрезање. Када се део одсече од основне плоче, овај напон се ослобађа, што доводи до савијања равних површина.

Поправка: Скенирање шаховске табле

Разбијање површине топљења на мале квадрате (острва) уместо на дугачке редове утиче на дистрибуцију топлоте. Ово смањује заостало напрезање за 30–45% и спречава да се ваш 3Д метални материјал извуче из спецификација.

Фактор #3: Изградите стратегију оријентације

Једно од најважнијих правила у прецизности производње металних адитива је правило критичне димензије.

З-Варијанца осе: Тачност у правцу З ограничена је дебљином слоја (обично 30–50 µм). Грешка З-осе је обично 20% већа од грешке КСИ због „ефекта степеништа“.

Правило: Увек поставите најкритичније димензије и рупе{0}}високе прецизности у равни КСИ. Ако је оса рупе хоризонтална, „плафон“ рупе ће се вероватно спустити, што ће захтевати значајну накнадну-обраду да би се повратила кружност.

Фактор #4: Дизајн вођен симулацијом-(ДфАМ)

Уједначеност дебљине зида

Неравномерно хлађење је непријатељ прецизности. Ако је један део вашег дела дебео 2 мм, а суседни 10 мм, топлотни градијент ће повући део из поравнања.

Пре{0}}симулација изобличења

Напредне услуге прецизног металног 3Д штампања сада користе софтвер који покреће АИ- као што је Аутодеск Нетфабб или Материализе Магицс Симулатион. Ови алати предвиђају тачно како ће се део искривити и омогућавају инжењерима да „пре-искриве” ЦАД у супротном смеру.

Резултат: Део се искривљује у правилан облик током израде.

Фактор #5: Пост-Обрада и коначна верификација

ЦНЦ пост-Машинска обрада: златни стандард

Може ли 3Д штампање метала одговарати прецизности ЦНЦ обраде? Директно? Не. Али као хибридни процес? Да. Остављајући израчунате маргине на критичним странама, ЦНЦ млин може завршити део до ±0,01 мм.

Препоручена дозвољена обрада:

Алуминијум/нерђајући: +0.3мм до +0.5мм на критичним површинама.

Титанијум/инконел: +0.4мм до +0.6мм (за веће хабање алата и напрезање).

Мерење и верификација

Да бисте осигурали да је испуњена чврста толеранција прилагођених металних 3Д делова за штампање, користите праве алате:

ЦММ (Машина за мерење координата): За спољне димензије и позиције рупа.

ЦТ скенирање: кључно за унутрашње канале до којих ЦММ сонда не може да допре.

ФАИ (Фирст Артицле Инспецтион): Обавезно за ваздухопловство (АС9102) за верификацију процеса пре пуне производње.

Контактирајте сада

Побољшање тачности димензија у металном 3Д штампању представља инжењерски изазов у ​​више- корака. Од одабира правогМетални материјали за 3Д штампањеза примену пре{0}}симулације изобличења и ЦНЦ завршне обраде, свака одлука утиче на коначни микрон.

Машина добија заслуге када је део савршен-али инжењерски процес иза машине одређује да ли су ваше толеранције испуњене.

Потребни су вам делови са уским толеранцијама? Пошаљите своје ЦАД датотеке за свеобухватну ДФМ анализу. Наш тим је специјализован за високо{1}}конструкције и може да пружи детаљну стратегију за постизање ваших специфичних захтева толеранције.