Inžinier otvorí nový výkres: hydraulickú skriňu s vnútornými olejovými kanálmi, pretínajúcimi sa vodnými kanálmi a dutinami voľného tvaru. 5-programátor okamžite označí, že problémové rezačky nedokážu dosiahnuť polovicu funkcií. Rozdelenie dielu, opracovanie polovíc a ich zvarenie alebo zoskrutkovanie je zvyčajným riešením. Táto cesta zvyšuje riziko utesnenia, ďalšie príslušenstvo, dlhšie dodacie lehoty a vyššie náklady.
Praktická otázka je jasná: môžekovové 3D tlačené komponentyvyriešiť geometriu v jednom kuse?
Prečo zložité vnútorné dutiny stále vyzývajú viac{0}}osové CNC
Prístupnosť nástroja stanovuje pevný limit. Dokonca aj simultánne 5-osové stroje zápasia s hlbokými zakrivenými kanálmi alebo úplne uzavretými priechodmi. Akonáhle pomer hĺbky-k{7}}priemeru prekročí hodnotu približne 4:1 alebo podreže blokovú čiaru{8}}viditeľnosti, obchody sa obrátia na viacero nastavení alebo sekundárne EDM.
Keď čisté obrábanie zlyhá, dizajnéri diel rozdelia. Každý spoj sa neskôr pod tlakom stane potenciálnym únikovým kanálom. Zváranie prináša oblasti ovplyvnené teplom-a zvyškové napätie; nasleduje kontrola a prepracovanie. Pre malé-až{5}}stredné objemy zložitých geometrických častí tieto sankcie rýchlo predražia konvenčné trasy.
Ako kovová 3D tlač rieši vnútorný-problém s dutinami
Aditívne procesy vytvárajú vrstvu po vrstve z kovového prášku, takže dosah nástroja prestáva byť dôležitý. Vnútorné kanály takmer akéhokoľvek tvaru-kruhového, štvorcového, rozvetveného alebo konformného-tvaru tvoria jedno pevné teleso.
SLM (selektívne tavenie laserom)
Úplne roztaví prášok a poskytuje takmer{0}}plnú hustotu vhodnú pre funkčné hydraulické časti. Netavený prášok vo vnútri kanálikov funguje ako dočasná podpora, ktorá sa neskôr odstráni cez navrhnuté únikové otvory (zvyčajne 3 mm alebo väčšie).
Priemyselná tlač MJF
Najlepšie pre vysokovýkonné{0}}polymérne prototypy, ktoré rýchlo overujú zložité vnútorné cesty toku. Pri výrobe kovových súčiastok prevezmú vedúcu úlohu systémy SLM alebo kovové spojivá-.
Obidva prístupy s otvorenými možnosťami návrhu CNC sa nemôžu zhodovať: topológia-optimalizované mriežky, ktoré znižujú hmotnosť, konformné chladiace kanály, ktoré sledujú obrys dielu, a hladké dráhy organického toku, ktoré znižujú pokles tlaku.
Hydraulické rozvody, ktoré kedysi potrebovali desať alebo viac opracovaných kusov, sa teraz môžu stať jedným kovovým 3D tlačeným komponentom. Menej spojov znamená menej miest úniku a jednoduchšiu montáž.
3D tlač úplne nenahrádza CNC-Kde víťazí hybrid
Ako-zvyčajne platí 3D tlač z kovu±0,1 mma drsnosť povrchu okoloRa 5-15 µm. Tesniace plochy, presné otvory a závity, ktoré vyžadujú užšie tolerancie, si stále vyžadujú CNC dokončovanie.
Kované predvalky si tiež zachovávajú plne izotropné vlastnosti, ktoré si vyžadujú niektoré aplikácie s vysokým{0}}cyklom. Pri vyšších objemoch sa bilancia nákladov posúva -, keď sú zaplatené programy a prípravky, viacosové CNC- často zlacňuje jednoduchšie alebo stredne zložité tvary.
Realistickou priemyselnou odpoveďou je hybridná výroba. Vytlačte zložitú vnútornú geometriu a telo voľného tvaru a potom opracujte iba kritické základne a tesniace povrchy. Táto kombinácia poskytuje geometrickú voľnosť aditív s presnosťou subtraktívnej práce-a radí sa medzi najlepšie procesy pre zložité vnútorné dutiny v malých-až{4}}sériách.
Praktické poznámky o tlači interných kanálov bez podporných štruktúr
Dizajnéri sa môžu vyhnúť zachyteným podperám pomocou niekoľkých opakovateľných pravidiel:
Tieto pravidlá menia „ako tlačiť interné kanály bez podporných štruktúr“ z teoretickej otázky na opakovateľnú výrobnú metódu.
Príklad prípadu: Hybridná trasa pre hydraulickú skriňu
Prípadová štúdia
Nedávny projekt, ktorý riešil špecializovaný výrobca kovovej 3D tlače, zahŕňal vysokotlakový{1}}hydraulický kryt s viacerými pretínajúcimi sa olejovými galériami a montážnymi rozhraniami. Čisto viac{3}}osové CNC by si vyžadovalo tri samostatné kusy, zváranie a rozsiahle testovanie tesnosti-odhadovaný čas dodania šesť až osem týždňov.
Tím prepracoval súčiastku pre aditívum: samonosné -kanály, práškové-únikové porty a ďalšie zásoby na všetkých kritických plochách. Puzdro bolo vyrobené spoločnosťou SLM z nehrdzavejúcej ocele,-odstránené namáhaním, a následne dokončené na 5-osovom stroji len tam, kde si to vyžadovali tolerancie.
Dodacia lehota klesla namenej ako dva týždne. Jednodielny-dizajn odstránil zvárané spoje. Tlaková skúška potvrdila-netesnosť pri prevádzkovom tlaku. V prípade malých výrobných sérií boli celkové náklady výrazne pod úrovňou viac{5}}kusovej CNC cesty.
Smer priemyslu
Výroba aditívnych kovov naďalej získava podiel dielov, ktorých hodnota spočíva vo vnútornej zložitosti-hydraulických blokov, konformných{1}}chladených vložiek nástrojov a ľahkých rozdeľovačov pre letectvo. Porovnanie viacosového CNC s 3D tlačou pre hydraulické kryty čoraz viac uprednostňuje hybridnú cestu, keď je geometria kanálov hlavným faktorom nákladov.Technológia rýchleho prototypuumožňuje tímom overiť výkonnosť toku v polyméroch (často prostredníctvom priemyselnej tlače MJF) pred tým, ako sa pustí do výroby kovov. Progresívne obchody, ktoré kedysi fungovali čisto ako továrne na CNC obrábanie vnútorných dutín, teraz bežne pridávajú aditívnu kapacitu alebo spolupracujú s výrobcom kovovej 3D tlače, aby obe možnosti zostali dostupné.
Často kladené otázky
Otázka: Môže 3D tlač plne nahradiť CNC pre vnútorné dutiny?
Odpoveď: Nie. Rieši neprístupné vnútorné prvky a konsoliduje zostavy, avšak kritické tolerancie a povrchové úpravy takmer vždy vyžadujú CNC dokončovanie.
Otázka: Je tlač MJF dostatočne presná pre funkčné interné kanály?
A: Priemyselná tlač MJFposkytuje konzistentné izotropné polymérové časti a dobre funguje pre technológiu rýchlych prototypov a ne{0}}kovové kanály. Pre tlakové kovové kanály zostáva silnejšou voľbou tryskanie SLM alebo kovovým spojivom.
Otázka: Čo je lacnejšie pre malé série-3D tlače alebo viacosového CNC?
Odpoveď: V prípade zložitých vnútorných dutín stojí kovová 3D tlač alebo hybridná cesta zvyčajne menej v množstvách od jedného do niekoľkých desiatok, pretože sa tak vyhnete viacnásobným nastaveniam, zváraniu a riziku šrotu.
Otázka: Môžu byť 3D tlačené kovové diely následne CNC dokončené?
A: Áno. Ponechanie materiálu na obrábanie na kritických povrchoch je štandardná prax a poskytuje presnosť potrebnú na tesnenie a montáž.
Ďalší krok
Ak vaša ďalšia hydraulická skriňa, rozvod alebo dutina posúva viac{0}}osové CNC za praktické hranice, pošlite výkres na rýchlu kontrolu výroby. Špecializovaný výrobca kovovej 3D tlače dokáže ukázať, či čisté aditívne, hybridné aditívum-plus-CNC alebo konvenčné obrábanie poskytuje najlepší proces pre zložité vnútorné dutinové diely vo vašom objeme a výkonnostnom okne -, čím sa bežne skracuje doba prípravy, odstraňujú sa miesta úniku a znižujú celkové náklady v porovnaní s tradičnými metódami delenia-a{7}}zvárania.