Aký je rozdiel medzi dodatočným{0}}spracovaním kovovej 3D tlače a tradičným obrábaním?

一, Technický princíp: Rozdiel medzi aditívnymi a subtraktívnymi výrobnými procesmi
Kovová 3D tlač je typ aditívnej výroby (AM), ktorá vytvára trojrozmerné objekty ukladaním vrstiev kovových práškov (ako zliatiny titánu a nehrdzavejúcej ocele) alebo drôtov a ich tavením a tuhnutím pomocou zdrojov tepla, ako sú lasery a elektrónové lúče. Tento postup nepotrebuje formu a môže okamžite zmeniť digitálny model na skutočnú vec. Povrch lisovaného dielu je však drsný (Ra6,3–12,5 μm) a vo vnútri môže byť zvyškové napätie alebo defekty mikropórov, ktoré je potrebné opraviť, aby sa dosiahol lepší výkon dodatočným-spracovaním.

Tradičné obrábanie je založené na myšlienke subtraktívnej výroby. Začína sa s celokovovým predvalkom a používa rezné nástroje, ako sú sústruženie, frézovanie a vŕtanie na odstránenie prebytočného materiálu, kým sa nedosiahne požadovaný tvar. Má výhody vynikajúcej presnosti výlisku (až do úrovne IT5) a dobrej hladkosti povrchu (Ra0,1-0,4 μm), ale je ťažké pracovať so zložitými tvarmi (ako sú vnútorné duté a nerovné povrchy) a miera využitia materiálu je nízka (len 50% až 70%).

Hlavné rozdiely:

Stav materiálu: Po 3D tlači je potrebné spracovať vlastnosti práškovej metalurgie (taká pórovitosť) a obrábanie musí vyriešiť problémy s deformáciou, ku ktorým dochádza pri použití rezného napätia.
Sloboda dizajnu: 3D tlač dokáže „nepodporovanú tlač“ komplikovaných štruktúr a následné{1}}spracovanie len potrebuje zabezpečiť, aby bol lokálny výkon čo najlepší; Obrábanie je obmedzené tým, aké ľahké je získať rezné nástroje a komplikované štruktúry je potrebné po obrábaní rozobrať a poskladať.
2, Priebeh procesu: Oddelenie cesty od „riešenia problémov“ k „robeniu vecí presnejšími“
1. Post-spracovanie kovovej 3D tlače: Multi-odkazová kolaboratívna optimalizácia
Post-spracovanie kovových 3D tlačených dielov má zvyčajne štyri hlavné fázy:

Čistenie a odstraňovanie podpory: Pomocou ultrazvukového čistenia sa zbavte nosnej štruktúry, ktorá vznikla počas tlače, a zvyškov prášku na povrchu. Napríklad po potlači lopatiek leteckých motorov je potrebné podložku z titánovej zliatiny chemicky odleptať, aby sa nemusela mechanicky odstraňovať, čo by mohlo poškodiť povrch.
Tepelné spracovanie je proces zbavovania sa zvyškov napätia a zlepšovania materiálov pomocou metód, ako je žíhanie a kalenie. Napríklad dodávateľ automobilových dielov použil tepelné spracovanie T6 na 3D-tlačenej konzole z hliníkovej zliatiny, vďaka čomu bola pevnejšia a ľahšia zvýšením jej pevnosti v ťahu z 320 MPa na 380 MPa.
Pomocou mechanického presného obrábania môžete CNC frézovať alebo brúsiť základné rozmery (ako sú tesniace plochy a lícované plochy) s presnosťou ± 0,01 mm. Napríklad firma, ktorá vyrába lekárske implantáty, použila päť{2}}osové spojovacie obrábacie centrum na zníženie drsnosti povrchu acetabulárnych pohárikov z 3D tlačenej titánovej zliatiny z Ra3,2 μm na Ra0,8 μm, čo spĺňalo normy pre biokompatibilitu implantátov.
Povrchová úprava: Použite metódy ako pieskovanie, galvanické pokovovanie, eloxovanie a iné, aby bol povrch odolnejší voči korózii. Jedna námorná inžinierska spoločnosť používa technológiu mikrooblúkovej oxidácie na vytvorenie hrubého oxidového filmu na povrchu 3D tlačených ventilov z hliníkovej zliatiny. Vďaka tomu sú päťkrát odolnejšie voči korózii v morskej vode.
2. Tradičné obrábanie po-spracovaní: zlepšenie presnosti aj užitočnosti súčasne
Hlavným cieľom po{0}}tradičnom obrábaní je zlepšiť presnosť a funkčnosť. Metóda je tiež pomerne jednoduchá:

Odstraňovanie otrepov a zrážanie hrán: Pomocou ručných alebo automatických nástrojov sa zbavte otrepov, ktoré zostali pri rezaní. Tým sa zabráni poškodeniu zostavy.
Spevnenie povrchu: Spevnenie povrchu pomocou metód ako valcovanie a otryskávanie. Napríklad spoločnosť, ktorá vyrába ozubené kolesá, použila brokovanie na zvýšenie tlakového napätia na povrchu opracovaných ozubených kolies o 30 % a zdvojnásobila ich únavovú životnosť.
Funkčné povlakovanie je proces, ktorý dodáva častiam určité kvality pomocou metód, ako je chemické pokovovanie a galvanické pokovovanie. Napríklad spoločnosť, ktorá vyrába elektronické konektory, použila metódu chemického pokovovania niklom na vytvorenie 0,5 μm hrubej vrstvy niklu na opracovaných koncovkách zo zliatiny medi, vďaka čomu bolo zváranie oveľa spoľahlivejšie.
Hlavné porovnanie:

Zložitosť procesu: post-spracovanie 3D tlače si vyžaduje spoluprácu medzi viacerými prepojeniami a parametre tepelného spracovania je potrebné zmeniť na základe vlastností materiálu. Úroveň štandardizácie pre post-procesy obrábania je vysoká, ale zložité štruktúry môžu vyžadovať viacero svoriek.
Štruktúra nákladov: Náklady na post{0}}spracovanie 3D tlače tvoria veľkú časť celkových nákladov (až 40 %), najmä kvôli nákladom na zariadenia na tepelné spracovanie a presné obrábanie. Náklady na následné-spracovanie pri obrábaní sú nízke (približne 10 % – 15 %), ale náklady na opotrebenie nástroja sú vysoké pri-výrobe vo veľkom meradle.
3, Scenár aplikácie: prechod od „prispôsobenia s vysokou hodnotou-pridanej hodnoty“ k „veľkej{2}}štandardizácii“ v rovnakej doméne
1. Po-spracovaní kovovej 3D tlače: sústredenie sa na zvýšené prahové hodnoty a hodnotné scenáre.
Letectvo: Istá letecká spoločnosť používa 3D tlač na výrobu spaľovacích komôr motora. Na dosiahnutie hustoty materiálu 99,9% sa zbavia vnútorných pórov ich ošetrením izostatickým lisovaním za horúca (HIP). Vďaka tomu sú diely spoľahlivé vo vysoko-tlakových a{5}}teplotných prostrediach.
Lekárske implantáty: Konkrétna ortopedická spoločnosť používa umelú kosť s poréznou štruktúrou z titánovej zliatiny vytlačenou 3D{1}}, zlepšuje spojenie pórov pomocou elektrolytického leštenia, podporuje proliferáciu kostných buniek a zvyšuje mieru klinickej úspešnosti na 98 %.
Komplexná forma: Istý dodávateľ automobilových interiérov skrátil cyklus vstrekovania o 40 % a zvýšil výťažnosť produktu na 99,5 % pomocou foriem s konformným chladiacim kanálom 3D tlače a použitím EDM (elektrické obrábanie) na zlepšenie dutiny formy.
2. Tradičné obrábanie po-spracovaní: vedúca-veľká a štandardizovaná výroba
Automobilový motor: Istá automobilová firma vyrába dôležité diely, ako sú bloky valcov a kľukové hriadele, ich opracovaním a následným spracovaním nauhličovaním a kalením, aby bol povrch tvrdší. Motor tak vydrží 200 000 kilometrov.
Spotrebná elektronika: Spoločnosť vyrábajúca mobilné telefóny využíva CNC obrábanie rámov z hliníkovej zliatiny a eloxovanie, ktoré im dodáva farebný vzhľad. Mesačne dokážu vyrobiť viac ako 5 miliónov kusov.
General Machinery: Istá spoločnosť vyrábajúca ventily vyrába -veľmi presné guľové ventily ich opracovaním a pridaním silného chrómu, aby boli odolnejšie voči opotrebovaniu. Tieto ventily vydržia viac ako 10 rokov.
Trendy na trhu:

Integrovaná výroba: Stále viac podnikov používa kombináciu „3D tlače + obrábania“. Napríklad jeden poskytovateľ leteckých dielov vyrába takmer-sieťovo tvarované polotovary pomocou 3D tlače a potom používa strojové obrábanie na dosiahnutie konečnej presnosti. To zvyšuje využitie materiálov na 85 % a skracuje výrobné cykly o 60 %.
Inteligentná inovácia: Algoritmy umelej inteligencie sa pridávajú do post-spracovania 3D tlače na zlepšenie parametrov procesu. Napríklad jedna spoločnosť použila modely strojového učenia, aby uhádla, ako tepelné spracovanie zmení tvar niečoho, čo zvýšilo mieru kvalifikácie spracovania z 82 % na 95 %.