Koja je razlika između naknadne{0}}obrade metala 3D štampe i tradicionalne mašinske obrade?

一, Tehnički princip: Razlika između aditivnih i suptraktivnih proizvodnih procesa
3D štampanje metala je vrsta aditivne proizvodnje (AM) koja gradi trodimenzionalne objekte slaganjem slojeva metalnog praha (poput legura titanijuma i nerđajućeg čelika) ili žica i njihovim topljenjem i učvršćivanjem uz pomoć izvora toplote kao što su laseri i elektronski snopovi. Za ovu proceduru nije potreban kalup i može odmah pretvoriti digitalni model u pravu stvar. Međutim, površina oblikovanog dijela je hrapava (Ra6,3–12,5 μm), a unutar njega može biti zaostalog naprezanja ili mikro pora koje je potrebno popraviti za bolje performanse naknadnom-obradom.

Tradicionalna obrada temelji se na ideji subtraktivne proizvodnje. Počinje s potpunom metalnom gredicom i koristi alate za rezanje poput struganja, glodanja i bušenja za uklanjanje dodatnog materijala dok se ne postigne željeni oblik. Ima prednosti odlične preciznosti oblikovanja (do nivoa IT5) i dobre glatkoće površine (Ra0,1-0,4 μm), ali je teško raditi sa složenim oblicima (kao što su unutrašnja udubljenja i neravne površine), a stopa iskorištenja materijala je niska (samo 50% do 70%).

Glavne razlike:

Stanje materijala: Nakon 3D štampanja, potrebno je poraditi na metalurškim kvalitetima praha (kao što je poroznost), a obrada treba da popravi probleme deformacije koji se javljaju kada se primeni napon rezanja.
Sloboda dizajna: 3D štampanje može obaviti "nepodržano štampanje" komplikovanih struktura, a naknadna-obrada samo treba da osigura da su lokalne performanse što je moguće bolje; Obrada je ograničena time koliko je lako doći do alata za sečenje, a komplikovane strukture treba rastaviti i ponovo sastaviti nakon obrade.
2, Tok procesa: Odvajanje puta od "popravljanja problema" do "činjenja stvari preciznijim"
1. Naknadna-obrada metala 3D štampanjem: Multi-kolaborativna optimizacija
Obično postoje četiri glavne faze u naknadnoj-obradi metalnih 3D štampanih dijelova:

Čišćenje i uklanjanje nosača: Oslobodite se potporne strukture koja je nastala tokom štampe i ostatka praha na površini pomoću ultrazvučnog čišćenja. Na primjer, nakon štampanja lopatica motora aviona, nosač od legure titanijuma treba hemijski urezati tako da se ne mora mehanički ukloniti, što bi moglo oštetiti površinu.
Toplinska obrada je proces oslobađanja zaostalog stresa i poboljšanja materijala korištenjem metoda kao što su žarenje i gašenje. Na primjer, dobavljač automobilskih dijelova koristio je termičku obradu T6 na 3D-štampanom nosaču od aluminijumske legure, što ga je učinilo jačim i lakšim podizanjem njegove vlačne čvrstoće sa 320MPa na 380MPa.
Sa mehaničkom preciznom obradom, možete CNC glodati ili brusiti bitne dimenzije (kao što su zaptivne površine i površine koje se spajaju) do ± 0,01 mm. Na primjer, kompanija koja proizvodi medicinske implantate koristila je obradni centar sa pet-osnih spojnica kako bi smanjila hrapavost površine 3D štampanih acetabularnih čašica od legure titana sa Ra3,2 μm na Ra0,8 μm, što je zadovoljilo standarde za biokompatibilnost implantata.
Obrada površine: Koristite metode kao što su pjeskarenje, galvanizacija, eloksiranje i druge kako biste površinu učinili otpornijom na koroziju. Jedna kompanija za pomorsko inženjerstvo koristi tehnologiju mikrolučne oksidacije da napravi debeli oksidni film na površini 3D štampanih ventila od aluminijumske legure. To ih čini pet puta otpornijim na koroziju u morskoj vodi.
2. Tradicionalna naknadna{1}} obrada strojne obrade: istovremeno poboljšavanje tačnosti i korisnosti
Glavni ciljevi post{0}}tradicionalne obrade su poboljšanje tačnosti i funkcionalnosti. Metoda je također prilično jednostavna:

Uklanjanje ivica i zakošenja: Koristite ručne ili automatizirane alate da biste se riješili neravnina koje su preostale tokom rezanja. Ovo će zaštititi sklop od oštećenja.
Ojačanje površine: Učvršćivanje površine korištenjem metoda kao što su valjanje i pjeskarenje. Na primjer, kompanija koja proizvodi zupčanike koristila je mehaničko čišćenje kako bi povećala tlačno naprezanje na površini mašinski obrađenih zupčanika za 30% i udvostručila njihov vijek trajanja.
Funkcionalno premazivanje je proces kojim se dijelovima daju određene kvalitete putem metoda kao što su kemijsko prevlačenje i galvanizacija. Na primjer, kompanija koja proizvodi elektronske konektore koristila je metodu hemijskog niklanja da napravi sloj nikla debljine 0,5 μm na obrađenim terminalima od legure bakra, što je zavarivanje učinilo daleko pouzdanijim.
Glavno poređenje:

Složenost procesa: 3D štampanje nakon{1}}obrade zahtijeva saradnju između više veza, a parametri termičke obrade moraju se mijenjati na osnovu svojstava materijala. Nivo standardizacije za procedure naknadne -obrade za mašinsku obradu je visok, ali složene strukture mogu zahtijevati više stezaljki.
Struktura troškova: Troškovi naknadne-obrade 3D štampanja su veliki dio ukupnih troškova (do 40%), uglavnom zbog cijene opreme za toplinsku obradu i precizne strojne obrade. Troškovi naknadne-obrade u mašinskoj obradi su niski (oko 10%–15%), ali su troškovi habanja alata visoki u-proizvodnji velikih razmjera.
3, Scenarij aplikacije: prelazak sa "visoke vrijednosti-dodate prilagodbe" na "veliku-standardizaciju" u istoj domeni
1. Naknadna-obrada metala 3D štampe: koncentriranje na povišene pragove i vrijedne scenarije.
Vazduhoplovstvo: Određena avio kompanija koristi 3D štampanje za izradu komora za sagorevanje motora. Kako bi dobili gustinu materijala od 99,9%, oni se rješavaju unutrašnjih pora tretirajući ih vrućim izostatskim presovanjem (HIP). To čini dijelove pouzdanim u okruženjima sa visokim-pritiskom i visokim{5}}temperaturama.
Medicinski implantati: Određena ortopedska kompanija koristi 3D-štampanu umjetnu kost s poroznom strukturom od legure titanijuma, poboljšava vezu pora kroz tretman elektrolitičkog poliranja, podstiče proliferaciju koštanih ćelija i podiže stopu kliničkog uspjeha na 98%.
Kompleksni kalup: Određeni dobavljač unutrašnjosti automobila smanjio je ciklus brizganja za 40% i podigao prinos proizvoda na 99,5% 3D štampanjem konformnih kalupa za hlađenje kanala i upotrebom EDM (električnim pražnjenjem) za poboljšanje šupljine kalupa.
2. Tradicionalna naknadna -obrada strojne obrade: vodeća-velika i standardizirana proizvodnja
Automobilski motor: Određena firma za vozila pravi važne dijelove kao što su blokovi cilindra i radilice tako što ih obrađuju, a zatim ih tretiraju ugljenikom i gašenjem kako bi se površina učinila tvrđom. Zbog toga motor traje 200.000 kilometara.
Potrošačka elektronika: Kompanija koja proizvodi mobilne telefone koristi CNC obradu okvira od aluminijske legure i eloksiranu obradu kako bi im dala šareni izgled. Mogu proizvesti više od 5 miliona jedinica mjesečno.
Opće mašine: Određena kompanija za proizvodnju ventila pravi-kuglaste ventile visoke preciznosti tako što ih obrađuje, a zatim dodaje jaku hromiranu oplatu kako bi bili otporniji na habanje. Ovi ventili traju više od 10 godina.
Trendovi na tržištu:

Integrisana proizvodnja: Sve više preduzeća koristi kombinaciju "3D štampanja + mašinske obrade". Na primjer, jedan dobavljač dijelova za avijaciju pravi skoro -neto formirane blanke koristeći 3D štampanje, a zatim koristi mašinsku obradu da dobije konačnu preciznost. Ovo povećava upotrebu materijala na 85% i skraćuje proizvodne cikluse za 60%.
Pametna nadogradnja: AI algoritmi se dodaju u post-obradu 3D štampanja radi poboljšanja parametara procesa. Na primjer, jedna kompanija je koristila modele mašinskog učenja kako bi pogodila kako će termička obrada promijeniti oblik nečega, što je podiglo stopu kvalifikacija obrade sa 82% na 95%.