שיטות עיבוד וגימור נפוצות של{{0} פוסטים עבור חלקים מודפסים בתלת-ממד מתכת

חלקי מתכת מודפסים בתלת מימד כמעט ולא עוזבים את תא הבנייה במצבם הסופי שמיש. מכיוון ש-משטחים מודפסים נושאים בדרך כלל קווי שכבה גלויים, חלקיקי אבקה מומסים או מומסים חלקית וסימני עדי מבנה-תומכים בהם יש לטפל לפני שחלק מוכן לשימוש פונקציונלי, להרכבה או להצגה אסתטית. שיטות הגימור הנפוצות עבור חלקים מודפסים בתלת מימד מתכת כוללות שיוף ידני, התזת חול, נפילה, שחיקה רטט/צנטריפוגלית, עיבוד שבבי זרימה שוחקת (השחזת אקסטרוד), ציפוי אלקטרופוליש, ועיבוד שבבי מדויק, שחיקה ו-EDM (עיבוד פריקה חשמלית). הפרטים הספציפיים של כל שיטה מפורטים להלן.

שיוף משתמש בכלים כגון נייר זכוכית וקבצים כדי לשפשף באופן מכני משטח חלק ישירות ביד, וזה יכול לשפר משמעותית את חספוס פני השטח. חלקים משייפים יכולים לראות את גימור פני השטח משתפר בפקטור של שלושה עד חמישה, והשיטה יעילה במיוחד בהסרת קווי שכבות, קצוות חדים ופגמי משטח מקומיים אחרים שנותרו מתהליך ההדפסה. שיוף ידני הוא גמיש -, מפעיל יכול למקד את תשומת הלב בדיוק היכן שהיא נחוצה, ולעבוד סביב גיאומטריה מורכבת שתהליכים אוטומטיים עשויים להתקשות להגיע אליה -, אבל היא יחסית אינטנסיבית- ואיטית. בשל כך, הוא נוטה להיות המתאים ביותר לאצוות ייצור קטנות או לגימור ממוקד ומקומי על מאפיינים ספציפיים של חלק, במקום טיפול כללי של רצף ייצור שלם.

התזת חול משתמשת באוויר דחוס כדי להניע תחמוצת אלומיניום בינונית שוחקת -, חרוזי נירוסטה או חרוזי זכוכית, בין האפשרויות האחרות - על משטח החלק במהירות גבוהה, מה שמייצר גימור מט או מבריק אחיד בהתאם לחומר שנבחר. היתרונות שלו כוללים:

הסרה מהירה של שריטות משטח וסימני כלים שנותרו מאחור מתהליך הבנייה;

אין שינוי בדיוק הממדים של חלק, כאשר העיבוד הושלם בדרך כלל תוך דקות ספורות;

עוצמת טיפול מתכווננת באמצעות בקרת לחץ אוויר - ניתן להשתמש בלחץ נמוך יותר כדי לשנות את צבע ומראה פני השטח, בעוד שלחץ גבוה יותר מאפשר פירוק של קצוות חדים ובליטות קטנות.

התזת חול מתאימה היטב לעיבוד אצווה של חלקים בעלי גיאומטריות מורכבות, מכיוון שתבנית הריסוס יכולה להגיע לשקעים ומסביב לקווי מתאר שאליהם יהיה קשה לגשת עם כלים שוחקים קשיחים, מה שהופך אותה לאחת משיטות הגימור המגוונות והנפוצות יותר עבור חלקי AM מתכת.

נפילה מציבה חלקים יחד עם חומר שוחק - כגון מדיה קרמית או חומרי פלדה - בתוך תוף או חבית מסתובבים, כאשר חיכוך מכני בין החלקים והחומר מחליק את פני השטח לאורך זמן. המאפיינים העיקריים של שיטה זו כוללים:

היא מתאימה ביותר לחלקים בעלי גיאומטריות פשוטות יחסית, כגון רכיבים בצורת גליל או רכיבים בצורת -גוש, שבהם פעולת ההטלה יכולה ליצור מגע עקבי על פני השטח;

ניתן לעבד מספר חלקים בו זמנית, מה שמעניק לשיטה תפוקה גבוהה יחסית לגימור אצווה;

האפקטיביות שלו על משטחים פנימיים או מבנים מורכבים מוגבלת, שכן ייתכן שהמדיה המתהפכת לא תוכל להגיע לערוצים פנימיים, שקעים עמוקים או מבני סריג מורכבים - אילוץ אמיתי בהתחשב באיזו תדירות נעשה שימוש במתכת AM בדיוק כדי לייצר גיאומטריות פנימיות כאלה.

טחינה רוטטת וצנטריפוגלית משתמשת בדיסק צנטריפוגלי או במערכות גליליות, שבהן כוח צנטריפוגלי מניע חומר שוחק כנגד משטח החלק כדי לספק גימור-באנרגיה גבוהה-בנפח גבוה. יתרונות הליבה שלה כוללים:

הסרת חומר מהירה, מה שהופך אותו למתאים היטב לפעולות ליטוש, פירוק ועיגול קצוות-;

התאמה לעיבוד אצווה של חלקים קטנים, אם כי הציוד המיוחד המעורב נושא עלות מוקדמת גבוהה יחסית משיטות פשוטות יותר כמו שיוף או הטלה.

מכיוון שהתהליך מרכז את האנרגיה בצורה אינטנסיבית יותר מאשר נפילה רגילה, הוא יכול להשיג תוך דקות את מה שהנפילה קונבנציונלית עשויה לקחת שעות לבצע, מה שהופך אותו לאטרקטיבי עבור סביבות ייצור שבהן התפוקה חשובה לא פחות מאשר איכות פני השטח.

עיבוד זרימה שוחקת, הידוע גם בשם חיטוי אקסטרוד, משתמש בבוכנה הידראולית כדי לאלץ חומר שוחק צמיג - עמוס בחלקיקי שוחקים עדינים - קדימה ואחורה דרך המשטחים הפנימיים של חלק העבודה, כגון חורים, תעלות או חללים, תוך השגת עיצוב דיוק מבפנים החוצה. המאפיינים של שיטה זו כוללים:

שליטה מדויקת על גיאומטריית פני השטח הפנימיים, המסוגלת ליצור רדיוסים עקביים או להסיר כתמים ממעברים פנימיים;

ישימות על אזורים שקשה או בלתי אפשרי עבור תהליכי ליטוש מסורתיים להגיע אל - ערוצים פנימיים וחללים מורכבים הם דוגמה מצוינת, ואזור שבו הדפסת תלת מימד מתכת מייצרת לעתים קרובות גיאומטריה שגימור קונבנציונלי פשוט לא יכול לגשת אליה;

הסרת חומר ניתנת לשליטה, למרות שזמן העיבוד נוטה להיות ארוך יותר מאשר בשיטות משטח מכניות, שכן יש להעביר את זרימת החומר השוחקת דרך החלק שוב ושוב כדי להשיג את הגימור הרצוי.

אלקטרוניקה משתמשת בזרם חשמלי כדי להפקיד יוני מתכת מתמיסה - כגון זהב, כסף או כרום - על פני חלק, ויוצרות שכבה פונקציונלית או דקורטיבית דקה. מטרותיו העיקריות כוללות שיפור עמידות בפני שחיקה, עמידות בפני קורוזיה, מוליכות חשמלית ומראה כללי, מה שהופך אותה לבחירה נפוצה כאשר חלק AM מתכת זקוק לתכונות פונקציונליות מעבר למה שהחומר המודפס הבסיסי לבדו יכול לספק.

ליטוש אלקטרו, לעומת זאת, משתמש בזרם חשמלי כדי להמיס חומר מפני השטח של חלק, תוך הפחתת חספוס פני השטח על ידי החלקת פסגות ועמקים מיקרוסקופיים. הוא מתאים במיוחד לליטוש חלקים בעלי צורות לא סדירות, שבהם כלי ליטוש מכאניים יתקשו לשמור על מגע אחיד, והוא יכול לשפר משמעותית את מראה פני השטח ולהפחית חיכוך-פגמי משטח הקשורים.

שני התהליכים דורשים שליטה קפדנית על צפיפות הזרם והרכב האלקטרוליטים כדי להשיג תוצאות עקביות שניתן לחזור עליהן. ההבחנה העיקרית ביניהם היא שציפוי אלקטרוני הוא תהליך תוסף - חומר מופקד על פני השטח - בעוד ליטוש אלקטרו הוא תהליך חיסור - חומר מוסר מהמשטח. הבנת ההבחנה הזו חשובה בפועל, שכן בחירה לא נכונה עבור דרישת סובלנות נתונה יכולה להוסיף עובי לא רצוי או להסיר יותר חומר ממה שהקצבה הממדית של חלק יכולה לסבול.

עיבוד שבבי וטחינה משתמשים במפעלי CNC, מחרטות וציוד דומה כדי לחתוך ישירות חומר הרחק מחלק, ולהשיג בקרת מידות וצורה-בדיוק גבוה. גימורי פני השטח הניתנים להשגה דרך מסלול זה יכולים להגיע מתחת ל-Ra 0.8μm, רמת חלקות שרוב המשטחים המודפסים או המדיה-לא יכולים להתאים בעצמם.

עיבוד פריקה חשמלי (EDM) משתמש בפריקת ניצוץ חשמלי בין אלקטרודה לחומר העבודה כדי לשחוק את החומר, מה שהופך אותו למתאים היטב לגימור סגסוגות מוקשות או חללים פנימיים מורכבים שקשה יהיה להגיע אליהם עם כלי חיתוך. החיסרון העיקרי שלו הוא מהירות העיבוד, אשר נוטה להיות איטית במידה ניכרת מעיבוד שבבי רגיל.

גם עיבוד שבבי/שחזה וגם EDM דורשים ציוד מיוחד ומפעילים מיומנים, ובדרך כלל שמורים לחלקים עם דרישות סובלנות קפדניות - רכיבי תעופה וחלל הם דוגמה מייצגת, כאשר דיוק המימד ושלמות פני השטח משפיעים ישירות על ביצועי החלקים ושולי הבטיחות.

בחירת שיטת הגימור הנכונה עבור חלק מתכת מודפס בתלת מימד תלויה בגיאומטריה המבנית של החלק, בדרישות הדיוק שלו ובהיקף הייצור המעורב. שיטות מכניות כגון שיוף והתזת חול מתאימות היטב לטיפול מהיר, כללי- במשטח, שבו זמן הסבב חשוב יותר מאשר השגת הסובלנות הכי הדוקה האפשרית. שיטות כימיות ואלקטרוכימיות כגון ליטוש אלקטרו וציפוי נבחרות בדרך כלל כדי לשפר את הביצועים הפונקציונליים - עמידות בפני קורוזיה, מוליכות או מאפייני שחיקה - ולא מסיבות קוסמטיות בלבד. תהליכי-דיוק גבוה כגון עיבוד שבבי ו-EDM שמורים לחלקים שחייבים לעמוד בדרישות סובלנות קפדניות, כאשר העלות הנוספת וזמן העיבוד מוצדקים על ידי קריטיות היישום.

בייצור-בעולם האמיתי, מקובל לשלב כמה מהשיטות הללו בתוך זרימת עבודה אחת של גימור -, למשל, התזת חול על מנת להסיר אבנית פני השטח ולהחליק את המראה שלו, ולאחר מכן עיבוד ממוקד על משטחי התאמה קריטיים, וגימור בליטוש אלקטרו כדי להשיג גם משטח חלק וגם עמידות משופרת בפני קורוזיה על הרכיב המוגמר. סוג זה של גישה שכבתית מאפשר ליצרנים לאזן בין עלות, תפוקה ואיכות חלק סופית, במקום להסתמך על כל שיטת עיבוד- בודדת שתעמוד בכל דרישה בבת אחת.