איך לשלב הדפסת תלת מימד מתכת ועיבוד CNC בצורה ההגיונית ביותר?

一, השלמה טכנולוגית: שינוי לוגי מ"אופוזיציה" ל"סימביוזה"
הדפסת מתכת תלת מימדית (באמצעות טכנולוגיית SLM/DMLS כדוגמה) משתמשת בלייזר כדי להמיס אבקת מתכת שכבה אחר שכבה, מה שמאפשר לבנות מבנים פנימיים מסובכים בבת אחת. היתרונות העיקריים שלו הם:
פריצת דרך בדרגות חופש מבניות: מסוגל ליצור מבני סריג, תעלות קירור קונפורמיות, משטחים לא אחידים ודברים אחרים שמכונות CNC טיפוסיות לא יכולות. לדוגמה, גוף שסתום הידראולי מסויים מקבל מעגלי שמן מדורגים באמצעות הדפסת תלת מימד, מה שהופך את ערוץ הזרימה למסובך יותר ב-300%. עיבוד CNC צריך מלחציים רבים וקשה לוודא שהוא אטום.
ייצור תוסף אינו מבזבז שום חומר, ושיעור ניצול החומרים יכול להיות מעל 90%, וזה הרבה יותר מהשיעור של 50% עד 70% עבור עיבוד CNC.
היכולת לבצע חזרה מהירה: לאחר שינוי הדגם הדיגיטלי, ניתן להדפיס אותו מיד ללא צורך בעיצוב מחדש. זה קיצץ את הזמן שלוקח לפתח מוצרים חדשים מחודשים לימים.
אבל הדיוק הראשוני (± 0.04 מ"מ) וחספוס פני השטח (Ra12.5 מיקרומטר) של הדפסה תלת-ממדית מקשים על הצרכים של הרכבה דיוק גבוהה-. זה כאשר עיבוד CNC הופך להיות חשוב מאוד:
תיקון גודל: כדי לפצות על עיוות התכווצות במהלך ההדפסה, עליך לטחון את משטח מנחה כלי המכונה לדיוק של ± 0.02 מ"מ.
גימור פני השטח: כרסום מדויק מעלה את חספוס פני השטח מ-Ra12.5 מיקרומטר במצב כמו-ל-Ra1.6 מיקרומטר, וליטוש מראה יכול אפילו להעלות אותו ל-Ra0.2 מיקרומטר.
עיבוד עיקרי: CNC מעולה בביצוע כל מיני סוגים של עיבוד שבבי מקומי, כמו יצירת חזיתות קצה עם דיוק גבוה וחורים מושחלים עם דיוק גבוה.
2, מקרה שימוש נפוץ הוא כאשר אתה צריך לעמוד בדרישות מבנה מסובכות ודיוק.
1. בעסקי התעופה והחלל, צריך להיות איזון בין להיות קל ליכולת לשאת משקל רב.
עסק אחד בתחום התעופה והחלל משתמש בשיטת "הדפסת תלת מימד+CNC" לייצור תאי בעירה של מנוע:
תהליך הדפסה תלת מימד: הדפסת צורות מסובכות עם תעלות קירור קונפורמיות מתוך Inconel 718, סגסוגת-על בסיס ניקל בטמפרטורה גבוהה-. זה הופך את המבנים לקלים יותר ב-35% ומסוגלים להתמודד עם טמפרטורות של עד 1200 מעלות.
תהליך CNC: עיבוד-מדויק במיוחד של משטח האיטום לשטיחות של 0.01 מ"מ כדי לוודא שהוא עובד היטב במצבי לחץ גבוה-.
אימות אפקט: מחזור הייצור קצר ב-60% מאשר בשיטות יציקה וריתוך סטנדרטיות, וחיי העייפות ארוכים פי שניים.
2. שתלים רפואיים: שילוב של התאמה אישית ותאימות ביולוגית
כיצד מייצרים שתלים אורטופדיים מסגסוגת טיטניום:
הדפסת תלת מימד: בעזרת נתוני CT מהמטופל, הדפס גזע ירך נקבובי עם נקבוביות של 60% עד 80% וגודל נקבוביות של 200 עד 500 מיקרומטר. זה יחקה את הצורה של טרבקולות עצם טבעיות.
עיבוד CNC: כרסום מדויק של משטח ההזדווגות החרוטי הנוגע בחלל מח העצם כדי לוודא שהוא עומד בסובלנות ברמת H7 ומשיג קיבוע ביולוגי.
טיפול פני השטח: התזת חול ואנודיז הופכים את המשטח למחוספס יותר, מה שעוזר לתאי העצם להיצמד אליו.
3. תבניות תעשייתיות: איזון טוב בין תעלות זרימה מסובכות וקירור טוב
חברת תבניות מסוימת משתמשת בפתרון ייצור מעורב:
הדפסת תלת מימד מייצרת ליבת תבנית עם שלוש שכבות של ערוצי קירור פנימיים בבת אחת. זה הופך את הקירור ליעיל ב-30% ומתקן את בעיית הדליפות שקורה עם שחבור בלוקים רגיל.
עיבוד CNC: להבריק את משטח הפרידה ל-Ra0.4 מיקרומטר כדי להקל על הסרת חלקי פלסטיק.
השוואת עלויות: העלות ליחידה ירדה ב-42%, ואין צורך לדאוג לגבי גרוטאות עובש מעיוות ריתוך.
3, נתיב של אינטגרציה של תהליכים: שיפור כל התהליך מהעיצוב ועד לעיבוד הפוסט-
1. שלב התכנון: ייעול הטופולוגיה בהתאם לגבולות תהליך הייצור.
DFAM (Design for Additive Manufacturing): שימוש בשיטת יצירת מבנה סריג כדי לחתוך את המשקל לשניים תוך שמירה על החוזק.
קצבת עיבוד שמורה: הקדישו 0.3-0.5 מ"מ לאלמנטים הזקוקים לגימור CNC, כמו משטחי הרכבה ומיקום חורים. זה ימנע שדפוסי שכבות הדפסה ישפיעו על הדיוק.
אופטימיזציה של מבנה התמיכה: השתמש בניתוח סימולציה כדי לצמצם את כמות התמיכה תוך כדי לוודא שעדיין קל להגיע לכלי CNC. לדוגמה, התמיכה לתושבת תעופה מסוימת מונחת על המשטח הלא-מעובד, מה שמקצר את זמן העיבוד ב-CNC ב-30%.
2. שלב ההדפסה: עבודה משותפת כדי להסדיר את ההגדרות ולבצע עיבוד פוסט-
Choose spherical powder (flowability>30s/50g) כדי לגרום לאבקה להתפזר בצורה אחידה יותר ולהוריד את הנקבוביות לפחות מ-0.5%.
טכניקת הטיפול בחום כוללת חישול הפגת מתחים ב-650 מעלות למשך שעתיים ולחיצה איזוסטטית חמה (HIP) להעלאת הצפיפות למעל 99.9%.
בקרת כיוון: השתמש בתוכנת Magics כדי למצוא את הזווית הטובה ביותר להצבת אלמנטים כדי לצמצם את כמות התמיכה הדרושה לקונסטרוקציות תלויות.
3. שלב עיבוד ה-CNC: קישור חמישה-צירים ופיצוי חכם
מרכז עיבוד חמישה-צירים: מערכת סימנס 840D משמשת להדק ולעיבוד משטחים מורכבים במכה אחת, מה שמונע טעויות במיקום.
טכנולוגיית תאומים דיגיטלית: שימוש בהדמיית Vericut כדי לחזות כיצד העיבוד ישתנה וביצוע התאמות במודל מבעוד מועד. לדוגמה, הדמיה שיפרה את דיוק קווי המתאר של להב טורבינה נתון מ-±0.05 מ"מ ל-±0.02 מ"מ.
בבדיקת מכונה: שימוש בבדיקות Renishaw כדי לפקוח עין על מידות העיבוד בזמן אמת ולתקן טעויות שקורות בגלל בלאי הכלים.
4. שלב טיפול פני השטח: שילוב פונקציונליזציה וקישוט
טיפול בהתזת חול: השתמש בחרוזי זכוכית 120 רשת כדי להפוך את החספוס של פני השטח Ra3.2 מיקרומטר כדי לעזור לציפוי להיצמד טוב יותר.
חמצון מיקרו קשת: צור ציפוי קרמי בעובי 10 מיקרומטר על פני השטח של סגסוגת טיטניום. הסרט הוא 1000HV קשיח ועמיד פי חמישה בפני שחיקה.
ציפוי PVD: הנחת ציפוי TiN הופכת את המשטח לקשה יותר (2200HV) ונותנת לו מראה זהוב.