Како на најразумнији начин комбиновати 3Д штампање метала и ЦНЦ машинску обраду?

一, Технолошка комплементарност: логична промена од „опозиције“ у „симбиозу“
Метална 3Д штампа (користећи СЛМ/ДМЛС технологију као пример) користи ласер за топљење металног праха слој по слој, што омогућава изградњу компликованих унутрашњих структура одједном. Његове главне предности су:
Пробој у структурним степенима слободе: у стању да направи решеткасте структуре, конформне канале за хлађење, неравне површине и друге ствари које типичне ЦНЦ машине не могу. На пример, одређено тело хидрауличног вентила добија поређане кругове уља кроз 3Д штампање, што канал протока чини 300% компликованијим. За ЦНЦ обраду је потребно много стезаљки и тешко је осигурати да заптива.
Адитивна производња не троши никакав материјал, а стопа искоришћења материјала може бити изнад 90%, што је далеко веће од стопе од 50% до 70% за ЦНЦ машинску обраду.
Могућност брзог понављања: Након промене дигиталног модела, може се одмах одштампати без потребе за преливањем. Ово је смањило време потребно за развој нове робе са месеци на дане.
Али почетна тачност (± 0,04 мм) и храпавост површине (Ра12,5 μм) 3Д штампања отежавају испуњавање потреба за високо{3}}прецизним склапањем. Ово је када ЦНЦ обрада постаје веома важна:
Корекција величине: Да бисте надокнадили деформацију скупљања током штампања, требало би да глодате површину вођице машине алатке са тачношћу од ± 0,02 мм.
Завршна обрада површине: Прецизно глодање подиже храпавост површине са Ра12,5 μм у ливеном стању на Ра1,6 μм, а полирање огледала може чак и да је подигне на Ра0,2 μм.
Кључна карактеристика машинске обраде: ЦНЦ је одличан у обављању свих врста локалне обраде, као што је прављење крајњих површина са високом прецизношћу и рупе са навојем са високом прецизношћу.
2, Уобичајени случај употребе је када треба да испуните и сложену структуру и захтеве прецизности.
1. У ваздухопловном бизнису, потребно је да постоји равнотежа између лакоће и могућности да носите велику тежину.
Једна компанија у ваздухопловству користи методу „3Д штампање+ЦНЦ“ да направи коморе за сагоревање мотора:
Процес 3Д штампања: Штампање компликованих облика са конформним каналима за хлађење од Инцонел 718, високотемпературне легуре на бази никла-базиране-. Ово чини структуре 35% лакшим и способне да поднесу температуре до 1200 степени.
ЦНЦ процес: Ултра-прецизна обрада површине заптивања до равности од 0,01 мм како би се осигурало да добро функционише у ситуацијама високог{2}}притиска.
Провера ефекта: Производни циклус је 60% краћи него код стандардних метода ливења и заваривања, а век трајања замора је двоструко дужи.
2. Медицински имплантати: мешавина персонализације и биокомпатибилности
Како се праве ортопедски имплантати од легуре титанијума:
3Д штампа: Користећи ЦТ податке од пацијента, одштампајте порозно феморално стабло са порозношћу од 60% до 80% и величином пора од 200 до 500 μм. Ово ће имитирати облик природних коштаних трабекула.
ЦНЦ обрада: прецизно глодање конусне површине за спајање која додирује шупљину коштане сржи како би се осигурало да испуњава толеранцију на нивоу Х7 и постигла биолошку фиксацију.
Површинска обрада: Пескарење и анодизација чине површину грубљом, што помаже ћелијама костију да се залепе за њу.
3. Индустријски калупи: добар баланс између компликованих канала протока и доброг хлађења
Одређена компанија за производњу калупа користи комбиновано производно решење:
3Д штампа чини језгро калупа са три слоја унутрашњих канала за хлађење одједном. Ово чини хлађење 30% ефикаснијим и решава проблем цурења који се дешава са стандардним спајањем блокова.
ЦНЦ обрада: полирајте површину одвајања до Ра0,4 μм да бисте олакшали уклањање пластичних делова.
Поређење трошкова: Цена по комаду је пала за 42% и нема потребе да бринете о остацима калупа због изобличења заваривања.
3, Пут интеграције процеса: побољшање целог процеса од дизајна до накнадне{1}}обраде
1. Фаза пројектовања: Оптимизујте топологију у зависности од ограничења производног процеса.
ДФАМ (Дизајн за адитивну производњу): Коришћење методе генерисања решеткасте структуре за преполовљење тежине уз задржавање чврстоће.
Резервисани додатак за машинску обраду: Одвојите 0,3–0,5 мм за елементе којима је потребна ЦНЦ завршна обрада, као што су монтажне површине и постављање рупа. Ово ће спречити да узорци слојева штампања утичу на тачност.
Оптимизација потпорне структуре: Користите симулациону анализу да бисте смањили количину потпоре, а истовремено се уверите да је и даље лако доћи до ЦНЦ алата. На пример, носач за одређени носач за ваздухопловство се поставља на необрађену површину, што скраћује време ЦНЦ обраде за 30%.
2. Фаза штампања: Заједнички рад на регулисању подешавања и накнадној-обради
Choose spherical powder (flowability>30с/50г) како би се прах распоредио равномерније и смањила порозност на мање од 0,5%.
Техника термичке обраде укључује жарење за ублажавање напрезања на 650 степени током 2 сата и вруће изостатичко пресовање (ХИП) да би се густина подигла на изнад 99,9%.
Контрола правца: Користите софтвер Магицс да бисте пронашли најбољи угао за постављање елемената да бисте смањили количину потпоре потребне за висеће конструкције.
3. Фаза ЦНЦ обраде: пет-осна веза и паметна компензација
Пето{0}}осни обрадни центар: Сиеменс 840Д систем се користи за стезање и обраду сложених површина у једном потезу, што спречава грешке у позиционирању.
Технологија дигиталних близанаца: коришћење Верицут симулације за предвиђање како ће се обрада променити и прилагођавање модела унапред. На пример, симулација је побољшала тачност контуре дате лопатице турбине са ± 0,05 мм на ± 0,02 мм.
На машинској инспекцији: Коришћење Ренисхав сонди за праћење димензија обраде у реалном времену и исправљање грешака које се дешавају због хабања алата.
4. Фаза површинске обраде: комбиновање функционализације и орнаментике
Обрада пескарењем: Користите стаклене перле од 120 месх да бисте направили храпавост површине Ра3,2 μм како бисте помогли да се премаз боље држи.
Микролучна оксидација: Направите керамички премаз дебљине 10 μм на површини легуре титанијума. Филм је тврд 1000ХВ и пет пута отпорнији на хабање.
ПВД премаз: Наношење ТиН премаза чини површину тврђом (2200ХВ) и даје јој златни изглед.