Kako ukloniti interne strukture podrške u post-obradi?

一, Poboljšanje dizajna potporne strukture: od "pasivnog uklanjanja" do "aktivne prevencije"
1. Pametan način planiranja rasporeda podrške
Rešetkasti ili stubovi dizajni su uobičajeni u tradicionalnim sistemima potpore, iako mogu ostaviti ostatke praha i oštetiti površinu. Moderan dizajn pomaže u optimizaciji izgleda pomoću softverskih algoritama, kao što su:
Dijagonalni oslonac: Dijagonalni oslonac od 45 stepeni se koristi za povezivanje delova i platformi za štampanje u komplikovanim konstrukcijama kao što su cjevovodi. Ovo smanjuje broj kontaktnih tačaka i olakšava post{2}}obradu.
Dizajn tačke loma: Dodavanje karakteristika u obliku pješčanog sata ili zuba-na spoju između oslonca i sekcija za stvaranje "kontroliranog loma" putem unaprijed-podešenih slabih tačaka. Ovo zaustavlja površinske udubljenja koja se mogu dogoditi kod redovnog rezanja.
Podrška za regionalizaciju: Korišćenje softvera za povećanje projektovane površine oslonca i fokusiranje na manje važne regione (takve ravni umesto površina), što smanjuje uticaj na funkcionalne površine.
2. Strategija diferenciranja materijala
Tehnologija elektrohemijskog uklanjanja koju je predložio Univerzitet Arizona State postiže "nedestruktivno uklanjanje" selektivnim korodirajućim potpornim materijalima (kao što je ugljični čelik) uz zadržavanje glavnog tijela komponente (poput nerđajućeg čelika). Ova tehnologija mora ispunjavati sljedeće kriterije:
Razlika u elektrohemijskom potencijalu između potpornog materijala i materijala komponente mora biti veća od 0,2V. Rastvor elektrolita mora imati visoku selektivnost (na primjer, stopa korozije ugljičnog čelika u sistemu dušična kiselina+kiseonik mora biti više od 100 puta veća od nerđajućeg čelika). Vrijeme reakcije se mora kontrolirati kako bi se spriječila prevelika korozija.
2, Stari način rješavanja stvari bio je pronalaženje ravnoteže između mehaničke obrade i kemijske obrade.
1. Tehnologija za mehaničko uklanjanje stvari
Ručni alati poput kliješta, makaza i turpija dobro rade na jednostavnim konstrukcijama, ali mogu strugati površinu dijelova. Na primjer, prilikom skidanja nosača određene oštrice motora aviona, ostatak potpore debljine 0,5 mm mora se polirati ručno, što može potrajati do četiri sata za svaki komad.
Tračna pila i rezanje žice: Rezanje žice sa električnim pražnjenjem (EDM) može razdvojiti stvari s vrlo velikom preciznošću, ali košta puno. Brzina rezanja tračne testere je porasla za 30%, ali donju ravninu treba ponovo obraditi da bi se popravila.
Tretman pjeskarenjem: Upotreba čestica pijeska aluminij oksida pod visokim-pritiskom za udar na površinu može istovremeno ukloniti i ostatke potpore i slojeve oksida, ali također može sakriti greške poput mikropukotina.
2. Tehnologija hemijske korozije
Kisela otopina, poput mješavine fluorovodonične kiseline i dušične kiseline, može erodirati nosače od legure titana. Međutim, temperaturom (manje od 40 stepeni Celzijusa) i vremenom (manje od 15 minuta) morate pažljivo upravljati, inače bi komponente postale grublje na površini.
Rješenje sa bazom: Otopina natrijum hidroksida je dobra za potporu na bazi aluminijuma-, ali nakon toga se mora neutralizirati kako bi se zaustavilo krhkost vodonika.
Elektrohemijsko poliranje: Ovaj proces uklanja ostatke podloge kroz anodno otapanje i čini površinu glađom (vrijednost Ra može se smanjiti na manje od 0,2 μm), ali je oprema prilično skupa.
3, Fuzija: automatizirano rješenje koje koristi robote i AI
1. Roboti koji pomažu sistemu
Solukon u Njemačkoj je napravio SFM-AT800 sistem, koji koristi sljedeće tehnologije za automatizaciju uklanjanja:
Kontrola više-osničkih veza: 6-osni robot ima rezne glave, ugaone brusilice i drugu opremu koja mu omogućava rad sa komplikovanim unutrašnjim sistemima.
Promijenite povratnu informaciju o sili: praćenje sile rezanja u-realnom vremenu (<5N) and automatic adjustment of feed speed to avoid damage to the part;
Modul za reciklažu praha: Integrisani usisivač sa negativnim pritiskom koji reciklira 98% stvari koje pokupi, čime se smanjuje količina otpada.
2. Poboljšanje procesa vođeno AI{1}}om
Sistem Rivelin Robotics NetShape u Velikoj Britaniji koristi algoritme mašinskog učenja:
Predviđanje defekta: Koristite prošle podatke da biste konstruirali model preostale distribucije tako da možete planirati najbolji način za uklanjanje kvara unaprijed;
Prilagodba alata: Promenite parametre rezanja (brzina, brzina pomaka) automatski u zavisnosti od tvrdoće materijala (na primer, Inconel 718 naspram legure aluminijuma);
Dobra kontrola-zatvorene petlje: 3D skeniranje vam može reći koliko je površina gruba u realnom vremenu, a možete promijeniti vrijeme poliranja u pokretu.
4, Nove tehnologije: od "uklanjanja" do "nepodržane" proizvodnje
1. Dizajn za optimizaciju topologije
Korištenje softvera kao što je Altair OptiStruct može pomoći da strukture budu čvršće uz smanjenje količine podrške koja im je potrebna. Optimizacija topologije, na primjer, smanjila je volumen podrške datog satelitskog nosača za 60% i vrijeme potrebno za njegovu obradu za jednu-trećinu njegove originalne veličine.
2. Tehnologija za podupiranje tečnog metala
ExOne u Sjedinjenim Državama osmislio je sistem potpore za tekući lim koji ispunjava regiju koja se štampa tečnim metalom. Nakon štampanja, zagreva se na 232 stepena da bi se lim rastopio i pustio da iscuri, što se naziva „uklanjanje bez ostataka“. Ova metoda je korištena za izradu dijelova aviona od legure titanijuma i deset puta je olakšala uklanjanje potpore.
3. Štampanje uz pomoć magnetnog polja
Tehnologija magnetnog praha koju je kreirao MIT koristi vanjsko magnetsko polje da reguliše kako se nemagnetski metalni prah širi, stvarajući privremenu strukturu podrške u području koje je suspendirano. Nakon štampanja, koristite obrnuto magnetsko polje kako biste pomogli da se prah automatski odvoji. Ovo dobro funkcionira s materijalima koji reagiraju na magnete, uključujući legure kobalt hroma.
5, Problemi i najbolje prakse u industriji
1. Analiza tipičnog slučaja
U vazduhoplovnoj industriji, GE Aviation je automatizacijom sistema smanjila vreme potrebno za obradu mlaznica goriva LEAP motora sa 72 sata na 8 sati. Time je povećan godišnji proizvodni kapacitet za 15 puta.
Stryker koristi tehniku ​​elektrohemijskog uklanjanja za tretiranje acetabularnih čašica, što smanjuje stopu rezidualne potpore sa 3% na 0,05%. Ovo ispunjava stroge standarde FDA za oslobađanje metalnih jona.
2. Glavni problemi
Bilans troškova: Povrat ulaganja u opremu za automatizaciju može potrajati do 5 godina, a mala i srednja-preduzeća još uvijek dosta rade ručno.
Ograničenja materijala: Elektrohemijska tehnologija se može koristiti samo sa određenim kombinacijama materijala i mora biti fleksibilnija;
Precizna kontrola: Čak i ako više nije moguće podržavati komplikovane unutrašnje sisteme kao što su kanali za hlađenje, fizička intervencija je i dalje potrebna.