Ako udržať 100 zložitých kovových 3D tlačených komponentov rovnakej veľkosti

Prvých päť častí padne priamo na miesto. Po tridsiatke je strih pevnejší. V osemdesiatom sa niektorí jednoducho nezmontujú. Keď si objednáte 100 komplexKovové 3D tlačené komponenty, skutočným problémom je len zriedka jedno priame odmietnutie-je to to, že každá časť je trochu iná ako tá predchádzajúca. Tento pomalý posun môže zastaviť montážnu linku, vynútiť selektívnu montáž alebo narušiť plán výroby.

Tento článok vysvetľuje, prečo sa diely z rovnakej zostavy stále líšia, ako vyzerá realistická konzistencia v praxi a konkrétne kroky, ktoré udržujú rozmery stabilné od jedného kusu po kus sto. Nasleduje príklad výroby a kontrolný zoznam dodávateľa.

Dokonca aj na rovnakom stroji s rovnakým súborom sa objavia malé rozdiely. Väčšinu variácií tvoria štyri faktory.

Teplo a zmršťovanie
Laser vytvára strmé teplotné gradienty. Zvyškové napätie narastá, keď sa vrstvy ochladzujú rôznou rýchlosťou. Neskôr, keď je dielec tepelne-spracovaný alebo odrezaný z dosky, napätie povolí a diel sa môže pohybovať. Priemyselné merania bežne ukazujú zvyškové napätie a výsledné skreslenie ako jeden z najväčších zdrojov rozmerových chýb pri fúzii prášku-v lôžku-, ktoré často prispieva až o niekoľko desatín milimetra, ak sa nekontroluje.

Miesto, kde dielec sedí na konštrukčnej doske
Rýchlosti chladenia, prietok plynu a podmienky podpory sa menia od stredu dosky k okrajom. Identická časť vytlačená v jednom rohu môže skončiť o niekoľko desatín milimetra odlišná od tej istej časti vytlačenej v strede tej istej zostavy.

Zmena kvality prášku
Čerstvý prášok a opätovne použitý prášok nie sú totožné. Distribúcia veľkosti častíc, hladina kyslíka a tekutosť sa menia s recykláciou. Ak nie je dávka prášku prísne riadená, tavný bazén a konečná hustota sa môžu dostatočne líšiť, aby ovplyvnili konečnú veľkosť.

Stav stroja
Výkon lasera, zaostrenie a výkon prelakovača sa časom menia. Bez pravidelných kontrol môže rovnaký digitálny súbor produkovať mierne odlišné výsledky v po sebe nasledujúcich zostavách.

Tieto efekty zostávajú skryté na jedinom prototype. V 100 častiach sa stávajú viditeľnými a nákladnými.

Kupujúci niekedy požadujú ±0,05 mm na každú funkciu. To je možné dosiahnuť na niekoľkých kritických plochách po sekundárnom obrábaní, ale len zriedkavo je to realistické pre-postavené plochy naprieč komplexným dielom.

V dobre{0}}riadenej priemyselnej SLM vyzerajú typické výsledky takto:

Všeobecné rozmery: ±0,1 až ±0,2 mm (alebo približne ±0,1–0,2 % nominálnej veľkosti)

Kritické rozhrania po ľahkom obrábaní: ±0,05 mm alebo lepšie

Väčšie alebo{0}}vysoko namáhané diely s voľným riadením procesu: odchýlka môže dosiahnuť ±0,3 mm

Praktický prístup je označiť rozmery, ktoré skutočne ovplyvňujú montáž alebo funkciu, a akceptovať funkčné tolerancie na zvyšku. Prílišná{1}}špecifikácia každého povrchu zvyšuje náklady a dodaciu lehotu bez zlepšovania hotového produktu. Jasná dohoda o kritických vlastnostiach je základom spoľahlivostikovová 3D tlačrozmerová presnosť.

Navrhnite časť pre proces
Orientujte kritické povrchy, aby ste znížili kontakt s podperou a zvyškové napätie. Veľké ploché oblasti rovnobežné so stavebnou doskou sa počas ochladzovania často pohybujú viac; ich skoré naklonenie alebo nastavenie ušetrí neskoršie problémy.

Uzamknite dávku materiálu a prášku
Zadajte presnú zliatinu a dodržte rovnakú šaržu prášku-alebo prísne limity recyklácie-pre celú objednávku. Striedanie prášku uprostred-práce je jedným z najrýchlejších spôsobov, ako zaviesť posun veľkosti.

Zmrazte parametre tlače
Keď testovacia zostava potvrdí nastavenia, ponechajte výkon lasera, rýchlosť skenovania, hrúbku vrstvy a stratégiu šrafovania nezmenené. Aj malé „vylepšenia“ pri výrobe môžu posunúť celú várku.

Udržujte rozloženie a orientáciu konzistentné
Vytlačte každú časť v rovnakej orientácii a pokiaľ možno na podobných miestach na platni. Náhodné umiestnenie pridáva zbytočné variácie.

Kompenzujte zmršťovanie pomocou krátkej skúšobnej série
Spustite niekoľko kalibračných kusov, zmerajte ich a aplikujte na zostavovací súbor mierkový faktor alebo posun pred spustením celého množstva. Tento krok sám o sebe často odstráni najväčšiu systematickú chybu.

Uvoľnite{0}}stres, kým sú diely ešte na tanieri
Tepelné spracovanie pred odrezaním dielov umožňuje uvoľnenie zvyškového napätia, zatiaľ čo geometria je stále obmedzená. Častým dôvodom neskorého skreslenia je najskôr rezanie a tepelné{1}}opracovanie neskôr.

Merať a zaznamenávať
Pri prvých článkoch a pri definovanom pláne vzorkovania v dávke použite CMM alebo štruktúrovaný{0}}svetelný skener. Uchovajte si údaje. Vysledovateľné merania sú jediným spoľahlivým spôsobom, ako dokázať konzistenciu a včas zachytiť drift.

Tieto ovládacie prvky premenia 100-kusovú objednávku z hazardu na opakovateľný proces.

Európsky výrobca zariadení potreboval 100 krytov-z nehrdzavejúcej ocele s vnútornými kanálmi a niekoľkými presnými montážnymi plochami. Prvé vzorky od predchádzajúceho dodávateľa boli zmontované čisto, ale prvá výrobná šarža ukázala, že polohy montážnych-dier sa ku koncu série posunuli až o 0,25 mm. Selektívna montáž sa stala nevyhnutnou a harmonogram sa pošmykol.

Objednávka prešla do riadeného procesu. Tím uzamkol dávku prášku, opravil každý parameter po krátkej testovacej sérii, zachoval rovnakú orientáciu na každej zostave, vykonal tepelné spracovanie-odstránenia pnutia, zatiaľ čo diely zostali na doske, a opracoval iba kritické montážne plochy. Prvý-článok a priebežné{4}}prehľady CMM boli zdieľané so zákazníkom.

100 dielov dorazilo s kritickými rozmermi vo vnútri ± 0,10 mm. Montáž prebehla bez selektívnej montáže. Sledovanie-objednávky rovnakého množstva, spustené s rovnakým oknom procesu, prinieslo zodpovedajúce výsledky. Skorší posun 0,25 mm bol eliminovaný hlavne tepelným spracovaním na-doske, uzamknutými parametrami a konzistentnou orientáciou, a nie nastavením jedného stroja.

Predtým, ako sa zaviažete na 100 kusov, získajte jasné odpovede na tieto body:

Poskytnete prvú{0}}správu o kontrole tovaru so skutočnými nameranými hodnotami?

Je možné zachovať rovnakú dávku prášku (alebo zdokumentované limity recyklácie) pre celú objednávku?

Nenamáhate-odľahčenie dielov, kým sú stále pripevnené k montážnej doske?

Budú sa v{0}}procese zdieľať údaje o meraní, nielen záverečný certifikát?

Môžu sa rovnaké parametre a orientácia dielov zachovať vo viacerých zostavách?

Aké rozmerové schopnosti zvyčajne dosahujete na častiach podobnej veľkosti a zložitosti?

Schopná továreň na kovovú 3D tlač alebo dodávateľ sérií kovových 3D tlačených dielov odpovedá na tieto otázky priamo a podporuje ich údajmi. Nejasné odpovede alebo neochota zdieľať merania sú varovnými signálmi. Pre prebiehajúce potreby tiež potvrďte schopnosť reprodukovať rovnaké procesné okno pre veľkoobchodné zákazkové kovové diely o mesiace neskôr. Hľadá sa spoľahlivýVýrobca 3D tlače SLMktorý už beží disciplinované riadenie procesov, ušetrí viac času ako hľadanie najnižšej jednotkovej ceny.

Zložité diely s vnútornými vlastnosťami sú často praktické iba pri aditívnej výrobe, keď je množstvo 100 kusov. Jednoduché hranolové tvary, ktoré vyžadujú tesné tolerancie na mnohých povrchoch, môžu byť stále konzistentnejšie a hospodárnejšie na CNC. Toto rozhodnutie podrobne skúma samostatné porovnanie dvoch ciest pre nízke-až{3}}stredné objemy.

Ak je kritická konzistencia veľkosti medzi 100 zložitými kovovými časťami, pošlite súbory CAD a výkres, ktorý zdôrazňuje dôležité rozmery. Krátky prehľad procesu ukáže, či sa geometria, materiál a tolerancie dajú spoľahlivo držať-a aké ovládacie prvky sú potrebné, aby sa stý diel zhodoval s prvým.