Добијате серију металних 3Д штампаних делова, спремних за склапање. Рупе су мало удаљене од локације, критично лице има мерљив лук, а неколико димензија се налази неколико десетих делова милиметра изван толеранције. Делови се враћају назад, распоред проклизава, и сви почињу да се питају шта је пошло по злу. У већини случајева одговор није несрећа квалитета - то је природни резултат топљења и очвршћавања метала слој по слој. Контрола скупљања металном 3Д штампањем је скуп пракси које одржавају те промене предвидљивим и унутар спецификације. Овај водич објашњава зашто се промена величине дешава, где се дешава и шта способан добављач треба да ради пре, током и после изградње.
Зашто се метални 3Д штампани делови скупљају?
Када ласерски или електронски сноп топи метални прах, материјал се шири. Како се сваки базен растопљеног хлади и учвршћује, он се скупља. Новоочврснути слој је ограничен хладнијим материјалом и плочом за грађење испод њега, тако да се формирају заостала затезна напрезања. Преко стотина или хиљада слојева ови напони се акумулирају. Резултат је укупно скупљање, локално изобличење или обоје.
Скупљање наспрам савијања у односу на изобличење - у чему је разлика
Скупљањеобично се односи на једнолично или скоро униформно смањење величине како се материјал скупља при хлађењу.
Варпингописује савијање или увијање, често највидљивије на ивицама или танким деловима.
Дисторзијаје шири појам који покрива сваку ненамерну промену облика или положаја узроковану заосталим напрезањем.
Истраживање преосталог напрезања у фузији ласерског праха конзистентно показује висока затезна напрезања у близини горње површине и на интерфејсу са плочом за израду, са напоном на притисак у унутрашњости. Ови напони су примарни покретач ДМЛС / СЛМ изобличења дела.
Где се заправо дешава промена величине?
Промена величине није ограничена на сам корак штампања. Појављује се у неколико тачака:
Током изградње– Понављани термички циклуси стварају заостало напрезање које већ може почети да подиже ивице или повлачи димензије.
Када се део исече са плоче за изградњу– Уклањање ограничења плоче омогућава опуштање ускладиштеног стреса, често стварајући додатно кретање.
Током ослобађања од стреса или друге топлотне обраде– Контролисано грејање опушта стрес, али такође може да произведе мале, предвидљиве помаке димензија ако се циклус не узме у обзир.
Током завршне ЦНЦ обраде– Уклањање материјала може ослободити преостали стрес ако су ранији кораци били некомплетни.
Разумевање ових фаза чини тачност димензија металних 3Д штампаних делова далеко лакшом за управљање. Циљ није да се елиминише сваки покрет, већ да се нето промена учини малом и поновљивом.
6 начина да се смањи скупљање пре и током штампања
Ефикасно како да се смањи скупљање у металном 3Д штампању почиње много пре него што ласер опали:
Примените компензацију скупљања (фактори скалирања)
Најчешћи практични метод је да се ЦАД модел мало повећа у Кс, И, а понекад и З тако да хлађени део падне на номиналну величину. Фактори скале су специфични за материјал и машину и рафинирани су из мерних података. Ово је срж компензације скупљања у металном 3Д штампању.
Оптимизујте оријентацију делова
Оријентација утиче и на дистрибуцију заосталог напрезања и на количину потребне подршке. Пажљиво оријентисање критичних димензија или великих равних површина смањује ризик од изобличења тих карактеристика.
Дизајнирајте и поставите носаче интелигентно
Ослонци учвршћују део против изобличења и проводе топлоту. Недовољни или лоше постављени ослонци омогућавају кретање; прекомерно подржава отпадни материјал и компликује уклањање.
Подесите стратегију скенирања и параметре процеса
Скенирање острва или сектора, прилагођена снага ласера, брзина и размак између отвора утичу на величину и дистрибуцију заосталог напрезања. Мања острва за скенирање или оптимизоване стратегије често смањују вршне напоне.
Користите предзагревање плоче када је доступно
Подизање температуре основне плоче смањује термичке градијенте, а самим тим и заостало напрезање.
Избегавајте нагле промене дебљине у дизајну
Велики чврсти делови поред танких зидова стварају стрме топлотне градијенте и већи ризик од изобличења. Постепени прелази и решеткасте или удубљене карактеристике помажу.
Ови кораци чине основу практичногконтрола толеранције за 3Д штампање метала.
После штампања: ублажавање стреса и завршна обрада који одржавају делове у спецификацији
Зашто топлотна обрада за ублажавање стреса долази пре уклањања дела
Извођењеметална 3Д штампа за ублажавање стреса топлотна обрададок је део још увек причвршћен за плочу (или одмах након пажљивог одвајања) опушта заостало напрезање под контролисаним условима. Прво уклањање дела, а затим термичка обрада често дозвољава неконтролисано кретање. Одговарајући редослед је ослобађање од напрезања → пажљиво одвајање → свака даља топлотна обрада или ХИП → ЦНЦ дорада критичних карактеристика.
ЦНЦ завршна обрада за критичне рупе и површине које се спајају
Чак и уз добру компензацију и ублажавање напрезања, прецизне рупе, заптивне површине и датуми се често завршавају ЦНЦ обрадом. Остављањем одговарајућег залиха и употребом фиксирања са ниским напрезањем, коначне димензије остају унутар толеранције. Када се штампање, топлотна обрада и ЦНЦ обрађују у оквиру једног ланца процеса, кумулативном грешком је лакше управљати и одговорност је јаснија.
Прави случај: Контролисање скупљања на функционалним механичким деловима
Купцу је био потребан сет структурних носача и монтажних компоненти произведених фузијом металног праха. Рани узорци су показали позициони помак на узорцима рупа и мерљиви лук на монтажним површинама након одвајања од плоче за израду.
Процес је прилагођен: примењени су фактори скале специфични за материјал, оптимизована оријентација и стратегија подршке, растерећење напрезања је извршено пре коначног одвајања, а критична лица и рупе су обрађене ЦНЦ. Провера димензија (ЦММ и оптички) потврдила је да делови испуњавају захтеване толеранције. Наредне производне серије су одржавале исте контроле процеса и испоручивале конзистентну монтажу без прераде.
Шта да питате свог добављача металних 3Д штампача
Када процењујете произвођача металне 3Д штампања или металну фабрику 3Д штампања, питајте:
Да ли примењујете и документујете факторе компензације скупљања / размере за овај материјал и машину?
Коју способност ослобађања од стреса или термичке обраде имате и када се то изводи у односу на одвајање плоча?
Која мерна опрема (ЦММ, 3Д скенирање) се користи и да ли ће бити достављени потпуни извештаји о инспекцији?
Можете ли подржати пробе прототипа како бисте потврдили компензацију пре обима производње?
Како се носите са критичним карактеристикама које захтевају секундарну ЦНЦ машинску обраду?
Поуздан добављач металне 3Д штампе у Кини или негде другде ће одговорити на ове тачке детаљима процеса, а не општим уверавањима. За купце који траже велепродају металних 3Д штампаних делова по мери, документована контрола преосталог напрезања и компензација димензија је јачи показатељ способности од саме цене. Доследна дисциплина процеса остаје практичан сигнал поверења у целом ланцу снабдевања прецизним адитивима.
ФАК
П: Колико се метални 3Д штампани делови скупљају?
О: Нето промена зависи од материјала, геометрије, оријентације и параметара процеса. Уз одговарајућу компензацију, коначно одступање се обично одржава унутар опсега толеранције процеса (често ±0,1 мм или боље на многим карактеристикама). Некомпензовани делови могу показати веће, мање предвидљиво кретање.
П: Може ли се скупљање у потпуности елиминисати?
О: Не. Термичка контракција је физичка реалност. Практични циљ је да се промена мреже учини малом, поновљивом и компензованом тако да готови део задовољава толеранције цртежа.
П: Коју толеранцију може постићи 3Д штампање метала?
О: Толеранције које су направљене су обично у опсегу од ±0,05–0,1 мм за многе карактеристике. Критичне димензије се често доводе до ±0,01–0,02 мм или затегнутије секундарном ЦНЦ обрадом након растерећења напрезања.
П: Да ли топлотна обрада мења величину дела?
О: Да, али промена је обично мала и предвидљива када се циклус контролише. Олакшавање стреса на правом месту у процесу спречава веће неконтролисано кретање.
П: Како да знам да ли мој добављач може да контролише скупљање?
О: Затражите доказе о коришћењу фактора скале, секвенцирању смањења напрезања, способности мерења и претходних димензионалних резултата на сличним геометријама. Оспособљена прецизна метална 3Д штампарска услуга ће лако пружити ове информације.
Контрола скупљања металним 3Д штампањем није у борби против физике – већ у предвиђању термичке контракције и заосталог напрезања у свакој фази и систематској компензацији за њих. Када добављач комбинује одговарајућу компензацију, оријентацију и стратегију подршке, благовремено ублажавање напрезања и циљану ЦНЦ завршну обраду, делови стижу димензионално исправни и спремни за монтажу. Ако имате дизајн који је претрпео проблеме са величином или изобличењем, или започињете нови пројекат адитива за метал, пошаљите модел и критичне толеранције. Практична процена стратегије надокнаде, редоследа процеса и понуде ће уследити тако да можете са самопоуздањем да кренете напред.