מה ההבדל בין עיבוד שלאחר-של הדפסת תלת-ממד מתכת לבין עיבוד שבבי מסורתי?

一, עיקרון טכני: ההבדל בין תהליכי ייצור תוספים וחסרי
הדפסת מתכת תלת-ממדית היא סוג של ייצור תוסף (AM) שבונה אובייקטים תלת--ממדיים על-ידי ערימת שכבות של אבקות מתכת (כמו סגסוגות טיטניום ופלדת אל-חלד) או חוטים והמסה ומיצוקם באמצעות מקורות חום כמו לייזרים וקרני אלקטרונים. הליך זה אינו זקוק לתבנית ועשוי להפוך דגם דיגיטלי לדבר אמיתי מיד. עם זאת, פני השטח של החלק היצוק מחוספס (Ra6.3–12.5 מיקרומטר), וייתכנו מתח שיורי או פגמים במיקרו נקבוביות בפנים שיש לתקן לביצועים טובים יותר על ידי עיבוד שלאחר-.

עיבוד שבבי מסורתי מבוסס על הרעיון של ייצור חיסור. זה מתחיל עם בילט מתכת מלא ומשתמש בכלי חיתוך כמו חריטה, כרסום וקידוח כדי להסיר חומר נוסף עד הגעה לצורה הרצויה. יש לו את היתרונות של דיוק יציקה מעולה (עד רמת IT5) וחלקות משטח טובה (Ra0.1-0.4 מיקרומטר), אבל קשה לעבוד עם צורות מורכבות (כאלה חלולים פנימיים ומשטחים לא אחידים), ושיעור ניצול החומרים נמוך (רק 50% עד 70%).

הבדלים עיקריים:

מצב חומר: לאחר הדפסת תלת מימד, יש לעבוד על איכויות המתכות של האבקה (נקבוביות כזו), ועיבוד עיבוד צריך לתקן את בעיות העיוות המתרחשות בעת הפעלת מתח חיתוך.
חופש עיצוב: הדפסת תלת מימד יכולה לבצע "הדפסה לא נתמכת" של מבנים מסובכים, ועיבוד שלאחר-רק צריך לוודא שהביצועים המקומיים טובים ככל האפשר; עיבוד שבבי מוגבל על ידי כמה קל להשיג כלי חיתוך, ויש לפרק מבנים מסובכים ולהרכיב אותם בחזרה לאחר העיבוד.
2, זרימת התהליך: הפרדת נתיב מ"תיקון בעיות" ל"ביצוע דברים מדויקים יותר"
1. לאחר-עיבוד של הדפסת תלת מימד מתכת: אופטימיזציה של שיתוף פעולה מרובה-
בדרך כלל ישנם ארבעה שלבים עיקריים בעיבוד שלאחר-חלקי מתכת מודפסים בתלת-ממד:

ניקוי והסרת תומך: היפטר ממבנה התמיכה שנוצר במהלך ההדפסה ומשאריות האבקה על פני השטח באמצעות ניקוי קולי. לדוגמה, לאחר הדפסת להבי מנוע מטוסים, יש לחרוט כימית את תמיכת סגסוגת הטיטניום כדי שלא יהיה צורך להסירו באופן מכני, דבר שעלול להזיק לפני השטח.
טיפול בחום הוא תהליך של היפטרות משאריות הלחץ והפיכת חומרים טובים יותר על ידי שימוש בשיטות כמו חישול וריבוי. לדוגמה, ספק של חלקי רכב השתמש בטיפול תרמי T6 על תושבת סגסוגת אלומיניום מודפסת תלת-ממדית, מה שהפך אותו לחזק וקל יותר על ידי העלאת חוזק המתיחה שלו מ-320MPa ל-380MPa.
עם עיבוד מכני מדויק, אתה יכול לכרסם או לטחון מידות חיוניות (משטחי איטום ומשטחי התאמה) בטווח של ± 0.01 מ"מ. לדוגמה, עסק שמייצרת שתלים רפואיים השתמש במרכז עיבוד של חמישה- צירים כדי להוריד את חספוס פני השטח של כוסות אצטאבוליות מסגסוגת טיטניום מודפסות בתלת-ממד מ-Ra3.2 מיקרומטר ל-Ra0.8 מיקרומטר, שעמד בסטנדרטים של תאימות ביולוגית של השתלים.
טיפול פני השטח: השתמש בשיטות כמו התזת חול, ציפוי אלקטרוליטי, אנודיז ואחרות כדי להפוך את המשטח לעמיד יותר בפני קורוזיה. חברת הנדסה ימית אחת משתמשת בטכנולוגיית חמצון מיקרו קשת כדי ליצור סרט תחמוצת עבה על פני השטח של שסתומי סגסוגת אלומיניום מודפסים בתלת מימד. זה הופך אותם לעמידים פי חמישה בפני קורוזיה במי ים.
2. עיבוד פוסט{1}}מסורתי בעיבוד: שיפור הדיוק והשימושיות בו-זמנית
המטרות העיקריות של לאחר-עיבוד עיבוד מסורתי הן לשפר את הדיוק והפונקציונליות. השיטה גם די פשוטה:

פירוק ותיפוף: השתמש בכלים ידניים או אוטומטיים כדי להיפטר מכתמים שנותרו במהלך החיתוך. זה ימנע מהמכלול להינזק.
חיזוק פני השטח: הפיכת המשטח לקשה יותר על ידי שימוש בשיטות כמו גלגול ופיצוץ. לדוגמה, חברה שמייצרת גלגלי שיניים השתמשה בהצטברות זריקה כדי להעלות את מתח הלחיצה על פני השטח של גלגלי שיניים מעובדים ב-30% ולהכפיל את חיי העייפות שלהם.
ציפוי פונקציונלי הוא תהליך של מתן איכויות מסוימות לחלקים באמצעות שיטות כמו ציפוי כימי וציפוי אלקטרוני. לדוגמה, חברה שמייצרת מחברים אלקטרוניים השתמשה בשיטת ציפוי ניקל כימי כדי ליצור שכבת ניקל בעובי 0.5 מיקרומטר על מסופי סגסוגת נחושת מעובדים, מה שהפך את הריתוך להרבה יותר אמין.
השוואה עיקרית:

מורכבות התהליך: לאחר הדפסת עיבוד תלת-ממדית-דרוש שיתוף פעולה בין קישורים מרובים, ויש לשנות את פרמטרי הטיפול בחום בהתבסס על תכונות החומר. רמת הסטנדרטיזציה עבור הליכי עיבוד שלאחר-לעיבוד שבבי היא גבוהה, אך מבנים מורכבים עשויים להזדקק לכמה מהדקים.
מבנה העלויות: העלות של הדפסת תלת-ממד לאחר עיבוד-היא חלק גדול מהעלות הכוללת (עד 40%), בעיקר בגלל העלות של ציוד לטיפול בחום ועיבוד שבבי מדויק. עלות העיבוד לאחר-עיבוד בעיבוד שבבי נמוכה (כ-10%–15%), אך עלות בלאי הכלים גבוהה בייצור-בקנה מידה גדול.
3, תרחיש יישומים: מעבר מ"התאמה אישית עם ערך נוסף-ל"סטנדרטיזציה בקנה מידה גדול- באותו תחום
1. עיבוד שלאחר- של הדפסת מתכת תלת-ממדית: התמקדות בסף גבוה ובתרחישים בעלי ערך.
תעופה וחלל: חברת תעופה וחלל מסוימת משתמשת בהדפסת תלת מימד לייצור תאי בעירה של מנוע. כדי לקבל צפיפות חומר של 99.9%, הם נפטרים מנקבוביות פנימיות על ידי טיפול בהן בלחיצה איזוסטטית חמה (HIP). זה הופך את החלקים לאמינים בסביבות-בלחץ ובטמפרטורה גבוהה-גבוהה.
שתלים רפואיים: חברת אורטופדיה מסוימת משתמשת במבנה מלאכותי של מבנה נקבובי מסגסוגת טיטניום תלת-ממדית-, משפרת את חיבור הנקבוביות באמצעות טיפול ליטוש אלקטרוליטי, מעודדת שגשוג תאי עצם ומעלה את שיעור ההצלחה הקלינית ל-98%.
תבנית מורכבת: ספק מסוים של חללי פנים לרכב חתך את מחזור ההזרקה ב-40% והעלה את תפוקת המוצר ל-99.5% על ידי הדפסת תלת-ממד של תבניות תעלות קירור קונפורמיות ושימוש ב-EDM (עיבוד פריקה חשמלית) כדי לשפר את חלל התבנית.
2. עיבוד שלאחר-עיבוד מסורתי: מוביל ייצור בקנה מידה גדול וסטנדרטי-
מנוע רכב: חברת רכב מסויימת מייצרת חלקים חשובים כמו בלוקי צילינדר וגילי ארכובה על ידי עיבודם ולאחר מכן מטפלים בהם עם פחמימות וריבוי כדי להפוך את פני השטח לקשים יותר. זה גורם למנוע להחזיק מעמד לאורך 200,000 קילומטרים.
אלקטרוניקה לצרכן: חברה המייצרת טלפונים ניידים משתמשת בעיבוד שבבי CNC על מסגרות סגסוגת אלומיניום וטיפול באנודיז כדי להעניק להם מראה צבעוני. הם יכולים לייצר יותר מ-5 מיליון יחידות בחודש.
מכונות כלליות: חברת שסתומים מסוימת מייצרת שסתומי כדור-בדיוק גבוה על ידי עיבודם ולאחר מכן הוספת ציפוי כרום חזק כדי להפוך אותם עמידים יותר בפני שחיקה. שסתומים אלה מחזיקים מעמד יותר מ-10 שנים.
מגמות בשוק:

ייצור משולב: יותר ויותר עסקים משתמשים בשילוב של "הדפסה תלת מימדית+עיבוד שבבי". לדוגמה, ספק אחד של חלקי תעופה מייצר כמעט -חסרים נטו באמצעות הדפסת תלת מימד ולאחר מכן משתמש בעיבוד שבבי כדי לקבל את הדיוק הסופי. זה מגדיל את השימוש בחומרים ל-85% ומקצץ את מחזורי הייצור ב-60%.
שדרוג חכם: אלגוריתמי בינה מלאכותית מתווספים להדפסת תלת-ממד לאחר עיבוד-כדי לשפר את פרמטרי התהליך. לדוגמה, חברה אחת השתמשה במודלים של למידת מכונה כדי לנחש כיצד טיפול בחום ישנה את הצורה של משהו, מה שהעלה את שיעור ההסמכה לעיבוד מ-82% ל-95%.