כיצד לשלוט בהתכווצות בהדפסת מתכת תלת מימדית?

אתה מקבל אצווה של חלקי מתכת מודפסים בתלת מימד, מוכנים להרכבה. החורים מעט מחוץ למיקום, לפנים קריטיות יש קשת ניתנת למדידה, ומספר ממדים יושבים כמה עשיריות המילימטר מחוץ לסובלנות. החלקים חוזרים אחורה, לוח הזמנים מחליק, וכולם מתחילים לשאול מה השתבש. ברוב המקרים התשובה היא לא תאונה איכותית - היא תוצאה טבעית של התכה והתמצקות מתכת שכבה אחר שכבה. בקרת הצטמקות הדפסת תלת מימד מתכת היא מערכת השיטות ששומרות על השינויים הללו ניתנים לחיזוי ובמסגרת המפרט. מדריך זה מסביר מדוע השינוי בגודל מתרחש, היכן הוא מתרחש ומה צריך לעשות ספק בעל יכולת לפני, במהלך ואחרי הבנייה.

כאשר קרן לייזר או אלקטרונים ממיסה אבקת מתכת, החומר מתרחב. כאשר כל בריכת היתוך מתקררת ומתמצקת, היא מתכווצת. השכבה שהתמצקה לאחרונה מוגבלת על ידי החומר הקר יותר ולוחית הבנייה שמתחתיה, ולכן נוצרים מתחים שיוריים של מתיחה. על פני מאות או אלפי שכבות מתחים אלו מצטברים. התוצאה היא הצטמקות כללית, עיוות מקומי או שניהם.

הצטמקות מול עיוות מול עיוות - מה ההבדל

הִצטַמְקוּתמתייחס בדרך כלל לצמצום האחיד או כמעט אחיד בגודל כאשר החומר מתכווץ בקירור.

הַשׁתָאָהמתאר כיפוף או סלסול, לרוב גלוי ביותר בקצוות או בחלקים דקים.

סַלְפָנוּתהוא המונח הרחב יותר המכסה כל שינוי לא מכוון בצורה או במיקום הנגרם על ידי מתח שיורי.

מחקר על מתח שיורי בהיתוך לייזר אבקת-מיטה מראה בעקביות מתחי מתיחה גבוהים ליד המשטח העליון ובממשק עם לוחית הבנייה, עם מתחי דחיסה בפנים. מתחים אלה הם המניע העיקרי של עיוות חלקי DMLS / SLM.

שינוי הגודל אינו מוגבל לשלב ההדפסה עצמו. זה מופיע בכמה נקודות:

במהלך הבנייה- מחזורים תרמיים חוזרים יוצרים מתח שיורי שכבר יכול להתחיל להרים קצוות או למשוך ממדים.

כאשר החלק נחתך מלוח הבנייה- הסרת האילוץ של הצלחת מאפשרת ללחץ מאוחסן להירגע, ולעתים קרובות מייצר תנועה נוספת.

במהלך הפגת מתחים או טיפול חום אחר- חימום מבוקר מרגיע את המתח אך יכול גם לייצר שינויים ממדים קטנים וצפויים אם לא מתחשבים במחזוריות.

במהלך עיבוד CNC סופי- הסרת חומר יכולה לשחרר את הלחץ שנותר אם השלבים הקודמים לא היו שלמים.

הבנת השלבים הללו הופכת את דיוק הממדים של חלקי מתכת מודפסים בתלת מימד לניתנים לניהול הרבה יותר. המטרה היא לא לבטל כל תנועה אלא להפוך את השינוי נטו לקטן וניתן לחזור עליו.

כיצד להפחית כיווץ יעיל בהדפסת תלת מימד מתכת מתחיל הרבה לפני שהלייזר יורה:

החל פיצוי הצטמקות (גורמי קנה מידה)
השיטה המעשית הנפוצה ביותר היא להגדיל מעט את מודל ה-CAD ב-X, Y, ולפעמים Z, כך שהחלק המקורר נוחת בגודל נומינלי. גורמי קנה מידה הם ספציפיים לחומר ולמכונה והם מעודנים מנתוני מדידה. זוהי הליבה של פיצוי הצטמקות בהדפסת תלת מימד מתכתית.

ייעול כיוון החלק
התמצאות משפיעה הן על התפלגות המתח והן על כמות התמיכה הדרושה. כיוון ממדים קריטיים או פנים שטוחות גדולות מפחית בקפידה את הסיכון לעיוות בתכונות אלו.

עיצוב ומקום תומכים בצורה חכמה
תומכים מעגנים את החלק נגד עיוות ומול חום. תמיכות לא מספיקות או ממוקמות בצורה גרועה מאפשרות תנועה; יתר על המידה תומך בפסולת ומקשה על פינוי.

כוונן את אסטרטגיית הסריקה ופרמטרי התהליך
סריקת איים או מגזרים, כוח לייזר מותאם, מהירות ומרווח בין הבקעים משפיעים כולם על גודל המתח וההפצה. איי סריקה קטנים יותר או אסטרטגיות אופטימליות לעתים קרובות מפחיתים את מתחי השיא.

השתמש בחימום מוקדם של לוחית בנייה כאשר זמין
העלאת טמפרטורת לוח הבסיס מפחיתה שיפועים תרמיים ולכן מתח שיורי.

הימנע משינויי עובי פתאומיים בעיצוב
חלקים מוצקים גדולים לצד קירות דקים יוצרים שיפועים תרמיים תלולים וסיכון גבוה יותר לעיוותים. מעברים הדרגתיים ותכונות סריג או חלולים עוזרים.

שלבים אלה מהווים את הבסיס למעשייםבקרת סובלנות להדפסת תלת מימד מתכת.

מדוע טיפול בחום להפגת מתח מגיע לפני הסרת החלק

מְבַצֵעַהדפסת תלת מימד מתכת טיפול בחום הפגת מתחבעוד החלק עדיין מחובר ללוחית הבנייה (או מיד לאחר הפרדה זהירה) מרפה מתח שיורי בתנאים מבוקרים. הסרת החלק תחילה ולאחר מכן טיפול בחום מאפשרת לעיתים קרובות תנועה בלתי מבוקרת. רצף מתאים הוא הפגת מתח → הפרדה זהירה → כל טיפול חום נוסף או HIP → גימור CNC של תכונות קריטיות.

גימור CNC עבור חורים קריטיים ומשטחי התאמה

אפילו עם פיצוי טוב והפגת מתחים, חורים מדויקים, פנים איטום ודאטונים מסתיימים לעתים קרובות על ידי עיבוד CNC. השארת מלאי מתאים ושימוש במתקן במתח נמוך שומר על המידות הסופיות בתוך סובלנות. כאשר הדפסה, טיפול בחום ו-CNC מטופלים תחת שרשרת תהליכים אחת, השגיאה המצטברת קלה יותר לניהול והאחריות ברורה יותר.

לקוח נזקק לסט של סוגריים מבניים ורכיבי הרכבה המיוצרים על ידי היתוך אבקת-מיטת מתכת. דגימות מוקדמות הראו סחיפה מיקומית על דפוסי חורים וקשת ניתנת למדידה על פני הרכבה לאחר ההפרדה מלוח הבנייה.

התהליך הותאם: יושמו גורמי קנה מידה ספציפיים לחומר, אופטימיזציה של אוריינטציה ואסטרטגיית תמיכה, הפגת מתח בוצעה לפני ההפרדה הסופית, ופנים וחורים קריטיים קיבלו גימור CNC. בדיקת מימד (CMM ואופטית) אישרה שהחלקים עומדים בסובלנות הנדרשות. חלקי הייצור שלאחר מכן שמרו על אותם בקרות תהליך וסיפקו התאמה עקבית של הרכבה ללא עיבוד חוזר.

בעת הערכה של יצרן הדפסת תלת מימד מתכת או מפעל להדפסת תלת מימד מתכת, שאל:

האם אתה מיישם ומתעד פיצויי הצטמקות / גורמי קנה מידה עבור החומר והמכונה הזו?

איזו יכולת הפגת מתח או טיפול בחום יש לך, ומתי היא מבוצעת ביחס להפרדת הצלחות?

באיזה ציוד מדידה (CMM, סריקה תלת מימדית) נעשה שימוש, והאם יסופקו דוחות בדיקה מלאים?

האם אתה יכול לתמוך בניסויי אב טיפוס כדי לאמת פיצוי לפני נפחי ייצור?

כיצד מטפלים בתכונות קריטיות הדורשות עיבוד CNC משני?

ספק הדפסת תלת מימד מתכת אמין בסין או במקומות אחרים יענה על נקודות אלה עם פירוט תהליך ולא בהבטחות כלליות. עבור קונים המחפשים חלקי מתכת מודפסים בתלת מימד מותאמים אישית בסיטונאות, שליטה מתועדת של מתח שיורי ופיצוי ממדי מהווה אינדיקטור חזק יותר ליכולת מאשר המחיר בלבד. משמעת תהליכית עקבית נשארת אות אמון מעשי בכל שרשרת האספקה ​​המדויקת של תוספים.

בקרת הצטמקות של הדפסת תלת מימד מתכת אינה עוסקת בפיזיקה לחימה - היא עוסקת בציפייה של התכווצות תרמית ומתח שיורי בכל שלב ופיצוי עליהם באופן שיטתי. כאשר ספק משלב פיצוי, אסטרטגיית התמצאות ותמיכה נכונה, הפגת מתחים בזמן וגימור CNC ממוקד, החלקים מגיעים נכונים במידות ומוכנים להרכבה. אם יש לך עיצוב שסבל מבעיות גודל או עיוות, או שאתה מתחיל פרויקט חדש של תוסף מתכת, שלח את הדגם והסובלנות הקריטיות. הערכה מעשית של אסטרטגיית התגמול, רצף התהליך והצעת המחיר תגיע כדי שתוכל להתקדם בביטחון.