Mun póst-vinnsla hafa áhrif á víddarnákvæmni þrívíddarprentaðra hluta úr málmi?

一, Tengslin á milli aðferða við eftirvinnslu-og hversu nákvæmar stærðirnar eru
Það eru þrjár megingerðir af eftirvinnslu- fyrir þrívíddarprentun úr málmi: vélræn vinnsla, hitameðferð og yfirborðsmeðferð. Það er mjög mismunandi hvernig mismunandi tækni hefur áhrif á víddarnákvæmni.

1. Vélræn vinnsla: tvíeggjað-sverð til að gera hlutina nákvæmari
Einfaldasta leiðin til að laga víddarmisræmi er með vélrænni vinnslu, eins og CNC mölun, slípun og raflosunarvinnslu. Til dæmis, eftir prentun á tilteknum túrbínuskífum flugvélahreyfla, minnkaði fimm-ása tengifræsing hringlagaskekkjuna úr 0,1 mm í 0,02 mm og bætti yfirborðsgrófleika Ra úr 6,3 μm í 1,6 μm. Hins vegar, til að bæta vinnslunákvæmni, þarftu að geta stjórnað afköstum búnaðarins og ferlibreytum mjög vandlega. Til dæmis, ef skurðardýpt er of djúpt eða fóðrunarhraði er of hraður, geta hlutarnir orðið varma vansköpuð. Ef ekki er skipt um slit á verkfærum á réttum tíma getur það valdið vinnsluvillum. Til dæmis breytti eitt fyrirtæki ekki slípihjólinu í tæka tíð, sem olli gárum á yfirborði hóps af títanblendihlutum. Úrgangshlutfallið var á endanum 15%.

2. Hitameðferð: Baráttan milli streitulosunar og stærðarbreytinga
Hitameðhöndlun, sem felur í sér glæðingu, slökun og lausnarmeðferð, breytir örbyggingu efnisins til að losna við leifar álags. Hins vegar getur það einnig haft áhrif á stærð efnisins. Til dæmis, eftir fasta lausn og öldrunarmeðferð fór meðalbrotslíftími IN718 há-blendi við 650 gráður upp í 173 klukkustundir. Hins vegar var lóðrétt víddarrýrnun 0,3% og lárétt víddarrýrnun var 0,15%. Þessari ójöfnu rýrnun þarf að stjórna með annaðhvort hönnunarbótum (svo sem eftir 0,5 mm vinnslubil) eða hagræðingu vinnslu (eins og stigslökkun). Fyrirtæki sem framleiðir læknisfræðilega ígræðslu bætti hitameðhöndlunarferlisbreytur þannig að stærð þrívíddarprentaðra títan ál gerviliða breytist aðeins um ± 0,05 mm, sem er innan klínískra ígræðslu nákvæmnistaðla.

3. Yfirborðsmeðferð: finna jafnvægi á milli þess að breyta stærð örsins og makrósins.
Markmið yfirborðsmeðferðar (svo sem sandblásturs, fægingar eða efnafægingar) er að gera yfirborðið betra, en það getur líka breytt stærðinni um nokkra míkrómetra. Til dæmis, fyrirtæki sem framleiðir bílavarahluti notar efnafægingu til að þrívíddarprenta álblöndu vatns-kældar ermar. Þetta gerir yfirborðið minna gróft, fer úr 12 μm í 0,8 μm, en það gerir líka þvermál innra holrúms minna um 0,02 mm þar sem efnið leysist upp. Fyrirtækið notar samsett ferli af "vélrænni fæging + efnafægingu" til að jafnvægi yfirborðsgæði og víddarnákvæmni. Í fyrsta lagi fjarlægir vélræn fæging stóra galla og síðan breytir efnafæging yfirborðinu á nanóskala. Þetta heldur víddarvikmörkum innan ± 0,01 mm.

2, Eftirlit með ferlibreytum: mikilvægasti hluti þess að tryggja nákvæmni
Til að ganga úr skugga um að stærðirnar séu réttar þarftu að geta stjórnað nákvæmlega færibreytum eftir-vinnsluferlisins. Rafefnavinnsla (ECM) getur náð undir-míkróna nákvæmni með því að leysa upp efni lag fyrir lag með rafefnafræðilegum ferlum. Hins vegar verða færibreytur eins og rafskautsbil, styrkur raflausna og púlstíðni að passa vel saman:

Rafskautsbil: Of lítið bil getur auðveldlega valdið skammhlaupi og of stór bil getur gert vinnsluna óhagkvæmari. Með því að fylgjast með rafskautabilinu í rauntíma (sem er stillt við 10–50 μm) hefur ákveðið fyrirtæki aukið vinnslunákvæmni þrívíddarprentaðra nikkel-hverfla túrbínublaða úr málmblöndu í ± 0,005 mm.
Styrkur raflausna: Ef styrkurinn er of hár getur það flýtt fyrir upplausn efna, sem getur valdið stærðarbreytingum. Ef styrkurinn er of lágur getur það skapað ójafna vinnslu. Rannsóknarteymi bætti raflausnformúluna (held NaCl styrknum á milli 15% og 20%) þannig að yfirborðsgrófleiki þrívíddarprentaðra títanálhluta fór úr 3,2 μm í 0,4 μm, en hélt stærðarbreytingum innan ± 0,01 mm.
Púlstíðni: Hátt-púlsar geta dregið úr áhrifum vinnsluhita, en þeir geta líka myndað titring. Lág-púlsar gera aftur á móti vinnslu óhagkvæmari. Ákveðið fyrirtæki notar 10kHz púlstíðni til að vinna úr 3D prentuðum ryðfríu stáli hlutum. Þetta tryggir að framleiðslan sé skilvirk og að stærðirnar séu nákvæmar að innan við ± 0,008 mm.
3, Hannaðu bótastefnu: „framsýnt-fyrirkomulag fyrir nákvæma stjórn
Á hönnunarstiginu þarf að leggja ákveðna upphæð til hliðar til að bæta upp áhrif eftirvinnslu- á stærð. Til dæmis er hönnunarferlið fyrir tiltekinn hluta flugvélar sem hér segir:

Upphafleg hönnun: Notaðu CAD líkanið til að reikna út rúmfræðilega lögun hlutans og auðkenna mikilvæg víddarvikmörk (til dæmis ± 0,05 mm).
Eftirlíking af ferlinu: Notaðu endanlegt frumefnisgreiningu (FEA) til að líkja eftir streitudreifingu og víddarrýrnun sem á sér stað við hitameðferð. Þú ættir að búast við 0,3% lóðréttri rýrnun og 0,15% láréttri rýrnun.
Hönnunaruppbót: Hækkaðu vinnsluhleðsluna um 0,5 mm fyrir mikilvægar stærðir og útlínuvikið um 0,05 mm fyrir hornstaði (frá 0,02 mm í 0,05 mm).
Staðfesting eftir vinnslu: Eftir vélræna vinnslu er munurinn á raunverulegri stærð hlutarins og hönnunarstærðinni haldið innan ± 0,01 mm og framhjáhaldið fer upp í 98%.
Einnig, þegar kemur að byggingu innra holrúms, þarftu að hugsa um efnisflutningshlutfall og upphæð bóta. Innra þvermál þrívíddarprentaðrar vatns-kaldrar jakka, til dæmis, er ætlað að vera 20 mm, með vinnsluheimild upp á 0,1 mm. Eftir að hafa verið sandblásið (með 0,02 mm fjarlægðarhraða efna/tíma) og vélrænt slípað (með 0,05 mm flutningshraða efna/tíma) staðnar endanlegt innra þvermál við 20,03 mm, sem er það sem vökvavirkni þarfnast.

4, Industry Practice: A Model Case of Precision Control
Eitt fyrirtæki í geimferðaiðnaðinum framleiðir eldflaugahreyfilstúta með því að nota „SLM prentun+hot isostatic pressing (HIP)+CNC machining“ tækni. HIP-meðferð losar við innri svitahola (dregur úr gropi úr 5% í 0,1%) og síðan stjórnar CNC-vinnsla þvermálsnákvæmni stúthálsins í innan við ± 0,005 mm til að passa þéttingarþarfir í háum-þrýstingi og háum-hitastillingum.
Á læknisfræðilegu sviði bjó bæklunarfyrirtæki til 3D-prentað títan álfelgur gervilið fyrir mjaðmarlið. Yfirborðsgrófleiki var minnkaður í 0,2 μm og innri spenna fjarlægð með aðferðinni „glæðingarmeðferð + efnaslípun“. Stærðarbreytingum var haldið innan ± 0,02 mm, sem minnkaði verulega hættu á viðloðun baktería og vandamálum eftir aðgerð.
Í bílaiðnaðinum framleiðir eitt fyrirtæki nýjar kæliplötur fyrir rafhlöður fyrir orkutæki með því að nota "3D prentun vatnskælihylkis + rafefnafræðileg vinnsla" tækni. Rafefnavinnsla lækkar yfirborðsgrófleika innra holrúmsins úr 6,3 μm í 0,4 μm á meðan víddarvikmörkin haldast við ± 0,01 mm. Þetta gerir kælingu 15% skilvirkari.