Porovnanie spracovania kovového príspevku 3D tlače-: Ktorá metóda konečnej úpravy je pre vás tá pravá?

Súčiastka po doručení vyzerala perfektne - čisté povrchy, presné vonkajšie rozmery a pripravená na montáž. O tri dni neskôr, počas funkčného testovania, pri miernom zaťažení praskol. Zlyhanie nebolo spôsobené zlým dizajnom alebo chybami tlače. Stalo sa to preto, že kritické kroky po-spracovaní, ako je úľava od stresu, boli preskočené, aby sa „ušetril čas“.

V inom prípade klient zaplatil prémiu za HIP na prototypové diely, ktoré potrebovali iba základné funkčné testovanie -, čím sa rozpočet zvýšil o 40 % bez merateľného prínosu.

Kovová 3D tlač vám dáva časť. Po-spracovaní získate časť, ktorá skutočne funguje - tak dlho, ako je potrebné. Ale s toľkými dostupnými možnosťami, ako viete, ktoré vaša časť skutočne potrebuje - a za ktoré platíte zbytočne?

Prečo nie je spracovanie-príspevku pri 3D tlači kovov voliteľné

To, čo vychádza z tlačiarne, je len začiatok

Ako-kovové 3D tlačené diely zvyčajne predstavujú niekoľko problémov:

Drsnosť povrchu Ra 6–20 µm (vysoko nad väčšinou požiadaviek na aplikáciu)

Vysoké zvyškové napätia (400–600 MPa v 316L SLM častiach)

Vnútorná pórovitosť 0,1–2 %

Anizotropia (sila v smere Z-často o 15–30 % nižšia ako XY)

Podporné konštrukcie, ktoré je potrebné odstrániť

Stručne povedané, takmer 100 % kovových 3D tlačených dielov vyžaduje aspoň nejaké následné spracovanie kovových 3D tlačových dielov, aby sa stali použiteľnými. To je dôvod, prečo je to, aké dodatočné spracovanie je potrebné pre kovovú 3D tlač, jednou z najčastejších otázok, ktoré dostávame od klientov.

Skryté náklady na preskočenie príspevku-spracovanie

Preskočenie kritických krokov, ako je zmiernenie stresu, často vedie k zlyhaniu dielu pri testovaní alebo servise. Podľa našich skúseností môžu výsledné prepracovanie, stiahnutie z obehu alebo oneskorené projekty stáť 5 až 10-krát viac ako správne vykonanie následného-spracovania na prvýkrát. Napríklad neošetrené SLM titánové diely bežne vykazujú o 30 – 50 % nižšiu únavovú životnosť v porovnaní so správne spracovanými. Každý skúsený partner továrne na spracovanie kovov na 3D tlač vám povie to isté: náklady na vynechanie následného-spracovania sú takmer vždy vyššie, ako keby ste to urobili priamo vopred.

Ako myslieť na{0}}spracovanie príspevkov

Rozhodnutia po{0}}spracovaní by sa mali riadiť štyrmi kľúčovými faktormi: konečným-použitím (displej, funkčný test alebo certifikovaná výroba), materiálom, priemyselnými predpismi a rozpočtom/časom prípravy.

Tabuľka 1: Ako-Typické problémy s 3D tlačou zo zabudovaného kovu, ktoré si vyžadujú dodatočné{3}}spracovanie

Post-metóda spracovania - Úľava od stresu a tepelné ošetrenie

Čo to je a prečo je to zvyčajne prvý krok

Uvoľnenie napätia zahŕňa zahriatie dielu na špecifickú teplotu, aby sa vnútorné napätie uvoľnilo. Je to najbežnejší a základný krok-spracovania.

Typické parametre:

316L nehrdzavejúca oceľ: 650 stupňov / 2 hodiny / chladenie v peci

Ti-6Al-4V: 730 stupňov / 2 hodiny / chránené argónom

AlSi10Mg: ošetrenie T6 (roztok + starnutie)

Účinky zahŕňajú 50–80 % zníženie zvyškového napätia a 50–100 % zlepšenie predĺženia.

Keď stačí samotné tepelné spracovanie

Zvyčajne postačuje pre priemyselné funkčné časti,3D tlačené automobilové kovové dielya všeobecné mechanické komponenty. Často to nestačí pre letecké certifikované alebo medicínske implantáty, ktoré zvyčajne vyžadujú HIP.

Bežné chyby tepelného spracovania, ktoré ničia diel

Prehrievanie hliníkových zliatin, ktoré spôsobuje zhrubnutie zrna a stratu pevnosti (pokles až o 15–25 %).

Príliš-rýchle chladenie, ktoré vytvára nové tepelné namáhanie.

Nedostatok ochrany inertným plynom na titáne, čo vedie k oxidácii povrchu.

V jednom automobilovom prototypovom projekte, ktorý sme podporili, viedli nesprávne rýchlosti chladenia na AlSi10Mg k neočakávanému skresleniu, ktoré si vyžadovalo úplnú dotlač.

Post-metóda spracovania - horúce izostatické lisovanie (HIP)

Čo HIP dokáže, že tepelné spracovanie nedokáže

HIP aplikuje súčasne vysokú teplotu (1000 – 1200 stupňov) a izostatický tlak (100 – 200 MPa), aby sa zrútili vnútorné dutiny. Pórovitosť klesá z 0,5 – 2 % na takmer nulu a únavová životnosť sa často zlepší 2 – 4-krát. Ti-6Al-4V upravený HIP{10}} bežne vykazuje o ~35 % vyššiu únavovú pevnosť.

Kto potrebuje HIP a kto nie

HIP je nevyhnutný pre letecké primárne konštrukcie, lekárske implantáty a vysokotlakové-komponenty. Pre vizuálne prototypy alebo nekritické funkčné časti je to zvyčajne zbytočné.

Kontrola nákladov HIP a realitnej doby dodania

HIP zvyčajne zvyšuje náklady o 30 – 60 % a dodaciu dobu 3 – 7 dní v porovnaní so základným tepelným spracovaním. Pri návrhu je potrebné počítať s miernym rozmerovým zmrašťovaním (0,1–0,3 %).

Tabuľka 2: Rýchle porovnanie úľavy od stresu vs. úplné žíhanie vs

Post-metóda spracovania- CNC obrábanie po kovovej 3D tlači

Prečo sú 3D tlač a CNC obrábanie lepšie spolu ako oddelene

CNC obrábanie po kovovej 3D tlači spája to najlepšie z oboch svetov: aditívum pre komplexné vnútorné prvky a subtraktívne pre vysoko-precízne spájané povrchy. Môže zlepšiť kritické rozmery z ±0,1–0,2 mm (ako je-vytlačené) na ±0,01–0,05 mm.

Ktoré povrchy zvyčajne potrebujú CNC po tlači

Zamerajte CNC na závity, tesniace plochy, ložiskové otvory a presné lokalizačné prvky. Dizajn s prídavkom na obrábanie 0,3–0,5 mm na týchto plochách.

Dizajn pre CNC-Po-Tlač, na čo treba myslieť vopred

Vždy informujte svojho dodávateľa, ktoré povrchy sú funkčné a ktoré kozmetické. Tým sa mení stratégia tlače aj plán následného{1}}spracovania.

Post-metóda spracovania- povrchová úprava (leštenie, tryskanie, elektrolytické leštenie)

Tryskanie - Univerzálny prvý krok pri príprave povrchu

Tryskanie sklenenými guľôčkami odstraňuje čiary vrstiev a vytvára jednotný základ, čím sa znižuje Ra z 12 – 20 µm na 3 – 6 µm a zároveň poskytuje výhody-peelingu pomocou svetelného lúča.

Mechanické leštenie - pre viditeľné povrchy a požiadavky na pevné Ra

Vhodné pre estetické prototypy a viditeľné komponenty. Dosiahnuteľné Ra 0,2–1,6 µm.

Elektroleštenie - Profesionálna voľba pre medicínske a potravinárske{1}}diely

Elektroleštenie poskytuje rovnomerné Ra 0,1–0,4 µm, odstraňuje mikro-stresy a pasivuje povrch. Často sa vyžaduje pre lekárske aplikácie a aplikácie v-kontakte s potravinami.

Abrasive Flow Machining (AFM) - Riešenie pre vnútorné kanály

AFM je ideálny na leštenie zložitých vnútorných priechodov vo výmenníkoch tepla a leteckých komponentoch.

Tabuľka 3: Porovnanie metód povrchovej úpravy kovových 3D tlačených dielov

Post-spôsob spracovania - Pasivácia a chemické úpravy

Pasivácia odstraňuje voľné železo a vytvára na nehrdzavejúcej oceli ochrannú vrstvu oxidu, čím sa výrazne zlepšuje odolnosť proti korózii. Zliatiny titánu a niklu často vyžadujú chemické čistenie na odstránenie oxidov.

Post-metóda spracovania - peeling a mechanické spevnenie povrchu

Otryskávanie brokovnicou prináša prospešné tlakové namáhania, ktoré zlepšujú únavovú životnosť. Často je špecifikovaný v leteckých a automobilových normách. Laserové šokové peening ponúka ešte hlbšie účinky pre kritické komponenty.

Kontaktujte teraz

Požiadavky na spracovanie-špecifického príspevku{1}}v odvetví

Letectvo a obrana

Vyžaduje uvoľnenie napätia, HIP pre primárne konštrukcie, CNC na lícovaných povrchoch a úplné NDT. Viac ako 70 % leteckých kovových dielov AM podlieha HIP (Wohlers Report 2023).

Automobilový priemysel

Prototypy zvyčajne potrebujú tepelné spracovanie + CNC na funkčných plochách. Výrobné diely môžu pridať HIP pre komponenty motora.

Lekárske pomôcky

Vyžaduje HIP pre implantáty, elektrolytické leštenie + pasiváciu a rozsiahle overovanie. Pri našej práci s medicínskymi klientmi bolo správne následné spracovanie-kľúčom na úspešné absolvovanie auditov FDA a ISO 13485.

Náklady a dodacia lehota

Následné{0}}spracovanie zvyčajne predstavuje 25 – 55 % celkových nákladov projektu. Výrobca priehľadnej kovovej 3D tlače s konečnou úpravou rozdelí náklady a dodacie lehoty krok za krokom.

Dodatočné-spracovanie nie je{1}}doplnkomKovová 3D tlač- je to kritický krok, ktorý premení vytlačený tvar na spoľahlivú, vysokovýkonnú-súčiastku. Výber správnej kombinácie môže znamenať rozdiel medzi úspechom projektu a nákladným neúspechom.

Pre vašu ďalšiu3D kovová tlač leteckých dielovalebo projektu 3D tlačených automobilových kovových dielov odošlite svoje súbory a požiadavky na bezplatnú kontrolu DFM s úplným odporúčaním na spracovanie-. Náš kompletný-servisný tím poskytuje optimalizované a certifikovateľné výsledky od tlače až po hotový diel.

Referencie

MarketsandMarkets 2024: Trh s kovmi AM a integrovaný post{1}}systém spracovania predpovedí do roku 2028

Wohlersova správa 2023: Miera prijatia HIP v aerospace AM, štatistiky používania NDT

ASTM A967 / ASTM B912: Normy pasivácie a elektrolytického leštenia

ASTM F86: Štandard povrchovej úpravy pre kovové chirurgické implantáty

AS9100D / NADCAP: Aerospace AM a požiadavky na certifikáciu po-spracovaní

ISO 13485 / FDA 21 CFR časť 820: Požiadavky na kvalitu výroby zdravotníckych pomôcok-

EOS GmbH / Trumpf Technical Papers: Ako-údaje o nehnuteľnostiach a pokyny na následné{1}}spracovanie