Af hverju þarf að fjarlægja 3D prentun úr málmi?

1. Aðalstarf stoðvirkja og hvernig þau hafa breyst í gegnum tíðina
Líkamlegar hindranir til að stjórna varmafræði
Meðan á málm 3D prentunarferlinu stendur skapa leysir eða rafeindageislar mjög hátt hitastig (yfir 2000 gráður) á litlum stöðum, sem gerir það að verkum að efnið breytist mjög hratt úr vökva í fast efni. Stuðningsbyggingin þjónar tveimur tilgangi í þessu ferli. Í fyrsta lagi, sem hitaleiðnimiðill, flytur hann hita fljótt frá svifsvæðinu yfir á undirlagið, sem kemur í veg fyrir að afgangsstreita safnist upp vegna staðbundinnar ofhitnunar. Í öðru lagi, með því að takmarka flæði málms, kemur það í veg fyrir að bráðnu laugin falli saman vegna þyngdaraflsins. Til dæmis, við prentun á hjóli úr títanblendi, getur stoðbyggingin skorið hitauppstreymi um 60% þegar fjöðrunarhornið er minna en 45 gráður. Þetta lækkar aflögunarhraða hlutanna úr 32% í minna en 5%.
Óumflýjanleg niðurstaða endurtekningar ferlis
Fyrstu þrívíddarprentunarvélar úr málmi þurftu mikið af stuðningsmannvirkjum vegna þess að þær gátu ekki stjórnað orkuþéttleikanum mjög vel. Nútíma SLM tæki geta veitt „aðlögunarhæfan stuðning“ með því að breyta kraftþéttleika leysirafls þökk sé þróun fjöl-eðlisfræðilegrar tengilíkanatækni. LiM-X260A tæki Leiming Laser, til dæmis, hefur tekist að prenta upphengdar byggingar án nokkurs stuðnings við lítil horn 5 gráður -35 gráður með því að nota fínstillt skönnunaralgrím. Þetta minnkaði magn stuðningsefna sem þarf um 78%. En þessi tækni er samt aðeins gagnleg fyrir ákveðnar tegundir af efnum og formum.
2. Banvænir gallar eru enn til staðar í burðarvirkinu
Óséðir dráparar efniseiginleika
Efnisviðmót burðarvirkisins og prentunarhlutans eru mjög frábrugðin hvert öðru hvað varðar hvernig þau eru skipulögð. Þegar prentað er með 316L ryðfríu stáli geta grófir súlulaga kristallar myndast á mótum milli burðarnetsins og fastefnisins. Þetta gerir svæðið 15% til 20% mýkra og 40% minna endingargott. "Lítið rafskaut stór bakskaut" áhrif burðarleifa geta framleitt rafefnafræðilega tæringu, sem er mjög slæmt fyrir mikilvæga hluta eins og hverfladiska í flugvélahreyflum þar sem það flýtir fyrir tæringarhraðanum um 3 til 5 sinnum.
Skaðleg áhrif á nákvæmni forma
Snertipunktur milli burðarvirkis og yfirborðs íhlutarins mun búa til umbreytingarlag sem er 0,1 til 0,3 mm þykkt. Þetta lag er líklegt til að hafa yfirborðsgalla þegar það er fjarlægt vélrænt. Til dæmis er eldsneytisstúturinn frá GE Aviation með innri rennslisrás sem er aðeins 2mm í þvermál. Ef það er leifar af stuðningi getur flæðirásarhlutinn beygt um meira en 8%, sem hefur bein áhrif á eldsneytisúðunaráhrif. Jafnvel með fremstu-tækni eins og rafefnafræðilegri upplausn getur staðbundin tæring á 0,05 mm stigi samt átt sér stað ef straumþéttleikinn er ekki jafndreifður.
Veiki punktur kostnaðareftirlits
Kostnaður við efnið sem notað er til að búa til burðarvirkið gerir um það bil 12% til 18% af heildarkostnaði við þrívíddarprentun úr málmi. Kostnaður við nikkel-háhita málmblöndur- er meira en $2000 á hvert kíló og það er of mikil vinna að henda aukaefnum. Launakostnaður við eftirvinnslu-þáttarins er miklu áhyggjuefni þar sem hann gæti verið allt að 25% til 30%. Í BMW IDAM sjálfvirku framleiðslulínunni þarf fólk enn að aðstoða við flutningsferlið, sem er orðinn stór flöskuháls sem kemur í veg fyrir að allt ferlið verði sjálfvirkt.
3. Bylting og vandamál með tækni sem hjálpar til við að fjarlægja
Bylting í nákvæmni vélrænni fjarlægingu
Það eru tvö meginvandamál við hefðbundna vélræna ferla eins og vírklippingu og fræsingu: Í fyrsta lagi er erfitt að komast yfir þau vegna flókinna innra holrúmsbygginga og í öðru lagi er erfitt að stjórna þeim á míkrómetrastigi. NetShape vélmennakerfið frá Rivelin Robotics getur stjórnað snertikrafti í innan við 0,1N með því að nota aflviðbragðsstýringaralgrím. Þegar það er notað með 3D sjónrænu staðsetningarkerfi getur það sjálfkrafa fundið og fjarlægt stuðningsleifar, sem gerir yfirborðið sléttara (frá Ra6,3 μm til Ra1,6 μm) og flýtir vinnslunni um 10 sinnum.
Sértækt bylting í efnaætingu
Rafefnafræðilega studd fjarlægingartæknin, þróuð af Arizona State University, nær sértækri upplausn með því að búa til mismunasvið. Í 304 ryðfríu stáli/kolefnisstálkerfinu getur samsetning 41wt% saltpéturssýrulausnar og súrefnis fjarlægt 7 mm þykkan kolefnisstálstuðninginn á 6 klukkustundum. Það heldur einnig tæringarhraða ryðfríu stáli undirlagsins undir 0,002 mm/klst. Þessi tækni hefur verið notuð til að búa til lækningaígræðslur og styttir tímann sem það tekur að fjarlægja stuðninginn úr 48 klukkustundum í 8 klukkustundir.
Að nota snjöll reiknirit til að spá fyrir um hvernig megi bæta hlutina
Belgíska gangsetningin Materialize framleiðir hugbúnað sem kallast Magics sem getur notað vélanámslíkön til að smíða sjálfkrafa bestu stuðningsmannvirkin. Kerfið lærir af 100.000 settum af vinnslugögnum og getur spáð fyrir um hvernig hitaálag mun dreifast um mismunandi form. Það getur einnig breytt stuðningsþéttleika og snertiflötur á eigin spýtur. Þegar ákveðinn hluti af byggingu flugvélar er prentaður minnkar bjartsýni stuðningsaðferðin efnisnotkun um 42% og eftir-vinnslutíma um 65%.