כיצד למנוע עיוות בחלקי מנוע דקים-מתכת תלת-ממדית מודפסת

אתה מסיים רכיב יניקה קל או בית מנוע דק-, שולח אותו להדפסת מתכת תלת-ממדית, והחלק חוזר עם דופן קריטית מעוותת ב-0.2-0.3 מ"מ. הוא כבר לא יושב שטוח או מתיישר עם החלקים המתואמים. זה קורה באופן קבוע עם חלקי מתכת דקים-, במיוחד כאשר הלחץ השיורי אינו מנוהל מההתחלה.

עיוות אינו מסתורי. זה מגיע מהתנהגות תרמית צפויה, וגם הפקדים ניתנים לחיזוי. להלן מבט מעשי למה זה מתרחש ומה באמת עובד כדי לשמור על רכיבי מנוע דקים-בתוך סובלנות שמישה.

למה עיוות-חלקי מתכת דקים

ב-DMLS או SLM, לייזר ממיס נפח קטן של אבקה בטמפרטורה גבוהה, ואז החומר מתקרר מהר במיוחד. האבקה שמסביב והמתכת המוצקה נשארים קרירים הרבה יותר. הפרש טמפרטורה תלול זה יוצר מתח שיורי.

קירות דקים סובלים הכי הרבה כי יש להם קשיחות נמוכה ונתיבים מוגבלים לבריחת חום. שלוש בעיות מופיעות שוב ושוב:

לחץ שיורי ננעל על ידי מחזורי התכה- חוזרים ונשנים

תומכים חלשים מדי או ממוקמים בצורה גרועה, כך שהחלק יכול למשוך את עצמו מצורתו בזמן הקירור

מצטבר חום בחלקים דקים שאינם יכולים להשיל אנרגיה תרמית במהירות מספקת

כאשר גורמים אלה משתלבים, קיר שנראה מושלם בדגם ה-CAD יכול בקלות לזוז מספיק כדי להרחיק את פני ההרכבה או משטחי האיטום מחוץ לסובלנות.

תחילה קבל את עיצוב הקיר נכון
עובי אחיד מתנהג טוב יותר מקפיצות פתאומיות מעבה לדק. הוספת צלעות קלות או פילטים באזורים לא-קריטיים לעתים קרובות מעלה את הנוקשות במהלך המבנה מבלי להרוס את יעד המשקל. טווחים שטוחים גדולים שאינם נתמכים הם אזורי בעיה תכופים-לפרק אותם או לתמוך בהם כראוי. אלו הם היסודות של הנחיות לתכנון הדפסת תלת-ממד מתכת דק מתכת.

כוון את החלק מתוך מחשבה על מתח
כיוונים אנכיים או זוויתיים עבור קירות דקים קריטיים בדרך כלל מפחיתים את האזור הנמס בכל רגע ומשתנים במקום שבו מתרכז הלחץ השיורי. ההתמצאות גם מחליטה אילו משטחים ישאו סימני תמיכה, כך שפנים פונקציונליות זקוקות לטיפול מוקדם.

השתמש בתומכים גם כעוגנים וגם כנתיבי חום
תומכים אינם שם רק כדי למנוע מהחלק ליפול. באזורי-לחץ גבוהים הם צריכים מספיק חתך רוחב- כדי להתנגד לכוחות המשיכה ולהוליך חום. תומכים דקים באופן אחיד נכשלים לעתים קרובות בדיוק במקומות החשובים ביותר.

בקרת פרמטרים והשתמש בחימום מוקדם כאשר זמין
ערכות פרמטרים יציבות ומאומתות עבור הסגסוגת והמכונה הספציפית משנה יותר מהתעסקות מתמדת. חימום מוקדם של המצע מפחית את פער הטמפרטורה בין בריכת ההיתוך לשאר החלק, מה שמוריד ישירות את הלחץ השיורי.

הפקת מתח-כשהחלק עדיין על הצלחת
שלב יחיד זה מונע חלק גדול מהעיוות- בשלב מאוחר. טיפול החום מרגיע את הלחץ בעוד לוחית הבנייה עדיין מחזיקה את הגיאומטריה. חיתוך החלק לחופשי תחילה ולאחר מכן טיפול בחום- הוא סיבה נפוצה לכך שעיוות מופיע לאחר שהחלק נראה בסדר במכונה.

סגסוגות טיטניום כגון Ti-6Al-4V מוליכות חום בצורה גרועה בהשוואה להרבה פלדות או סגסוגות אלומיניום. החום נשאר מקומי זמן רב יותר, כך שהלחץ שיורי יכול לעלות גבוה יותר. אותן שיטות בקרה-עיצוב מתחשב, אוריינטציה, תומכים חזקים, משמעת פרמטרים והפחתת מתחים הקשורים ללוח-, חלות ישירות על שתלים רפואיים מודפסים תלת-ממדיים של טיטניום. חלקים אלה כוללים גם קירות דקים, סריג מורכב ואפס מקום לסחיפה ממדי. ניסיון שנצבר על רכיבי מנוע דקים מועבר היטב לעבודות שתלים רפואיים, ולהיפך.

הדפסת תלת מימד מתכת נותנת לך צורה כמעט-נטו. זה בדרך כלל לא מספק סובלנות סופיות על פני איטום, משטחי מיסבים או נקודות הרכבה מדויקות. תכונות אלה כמעט תמיד זקוקות לעיבוד CNC. אותה גישה היברידית היא סטנדרטית למוצרים רפואיים מדויקים CNC Machined: ייצור תוסף יוצר את הגיאומטריה המורכבת, ו-CNC מביא משטחים קריטיים למפרט. עיצוב הריק המודפס עם מלאי עיבוד מתאים על פני המפתח הופך את השילוב ליעיל.

על רכיב אחד הקשור-מסגסוגת טיטניום-דקה, בנייה מוקדמת הראתה כ-0.25 מ"מ של עיוות על פני הרכבה לאחר הסרת התמיכה. עובי הדופן באזור הפגוע היה מתחת ל-1.5 מ"מ והכיוון המקורי הותיר טווח אופקי גדול.

הגישה המתוקנת כללה מעברי קירות אחידים יותר, תוספת התקשות מקומית, אוריינטציה טובה יותר של מבנה, תומכים חזקים יותר באזור הלחץ הגבוה-, הפגת מתחים בעודם מחוברים ללוחית הבנייה, ומלאי עיבוד מכוון על הפנים הקריטיות. לאחר גימור CNC, פני ההרכבה הגיעו לסובלנות הנדרשת והחלק הורכב ללא בעיה. השיפור הגיע מהתייחסות לתכנון, לתהליך, לטיפול בחום ולעיבוד שבבי כמערכת אחת ולא שלבים נפרדים.

לא כל יצרן הדפסת תלת-ממד ממתכת או מפעל להדפסת תלת-ממד ממתכת מטפלים בקירות דקים- באותה מידה. איתותים שימושיים כוללים:

ניסיון מוכח עם גיאומטריות-דקות של קיר והסגסוגות שבהן אתה משתמש בפועל

הפגת מתחים-בבית או בקשר הדוק-, יכולת HIP בעת הצורך וגימור CNC

כלי בדיקה נכונים והרגל של בדיקת השפעות סטרס-

בקרת תהליכים מתועדת ולא ניחוש פרמטר חד פעמי-

יכולת לעבור מאב-טיפוס לחלקי-אצווה קטנה או סיטונאי מתכת מותאמים אישית מודפסים בתלת-ממד ללא ירידה באיכות-

חנות שדנה בסיכון עיוות ובהתאמות עיצוב מוקדם היא בדרך כלל אמינה יותר מאשר חנות שפשוט מציינת מחיר לכל חלק.