Bạn đã phê duyệt nguyên mẫu. Kiểm tra hình học, bề mặt có vẻ chấp nhận được và các thử nghiệm cơ học đầu tiên đã vượt qua. Bây giờ đơn hàng sắp tăng từ vài miếng lên hàng trăm. Đó là thời điểm nhiều đội ngần ngại-đặc biệt khi các bộ phận được cấy ghép y tế bằng titan. Một khiếm khuyết bên trong chỉ xuất hiện ở số lượng lớn có thể dẫn đến phế liệu, việc ra mắt bị trì hoãn hoặc rủi ro pháp lý nghiêm trọng. Câu hỏi thực sự không còn là liệuIn 3D kim loạicó thể sản xuất một phần. Vấn đề là liệu quy trình có đủ ổn định để sản xuất cùng một chi tiết, lặp đi lặp lại ở quy mô lớn hay không.
Điểm mấu chốt: một nguyên mẫu tốt chứng tỏ thiết kế có hiệu quả. Nó không chứng minh được quá trình này đủ ổn định để lặp lại hàng trăm lần mà không có khiếm khuyết.
Tại sao-Việc kiểm tra trước sản xuất lại quan trọng hơn trong in 3D kim loại
Gia công CNC bắt đầu với nguyên liệu chắc chắn, được chứng nhận. Hầu hết các biến thể đều đến từ các công cụ, đồ đạc hoặc lập trình. Sự kết hợp của giường bột tạo nên từng lớp vật liệu. Nhiệt đầu vào, tình trạng bột, chiến lược quét và ứng suất dư đều tương tác với nhau. Những thay đổi nhỏ trong bất kỳ điều nào trong số này có thể tạo ra độ xốp, phản ứng tổng hợp không hoàn chỉnh hoặc biến dạng mà một nguyên mẫu đơn lẻ có thể không bộc lộ.
Các đánh giá của ngành về sản xuất bồi đắp kim loại liên tục xác định độ xốp, ứng suất dư và độ lệch hình học là những vấn đề gây ra nhiều rắc rối nhất khi chuyển từ mẫu sang sản xuất. Những sự cố này thường được ẩn cho đến khi các tham số giống nhau được lặp lại trên nhiều bản dựng. Các sản phẩm y tế được gia công bằng CNC chính xác truyền thống thường bắt đầu bằng thanh hoặc tấm đồng nhất, vì vậy việc kiểm tra chủ yếu tập trung vào kích thước và bề mặt. Trong công việc bồi đắp kim loại, tính toàn vẹn của vật liệu phải được chứng minh trước khi khối lượng được giải phóng.
Những điều cần xác minh trước khi bạn mở rộng quy mô
Một cổng tiền sản xuất khả thi thường bao gồm sáu bước kiểm tra sau.
So sánh chi tiết-được xây dựng với CAD bằng CMM hoặc quét quang học, tập trung vào các tính năng nhạy cảm với ứng suất dư hoặc vị trí hỗ trợ.
Sử dụng tính năng quét CT để phát hiện độ xốp, thiếu-các-vùng kết dính và bột bị mắc kẹt - hiếm khi là tùy chọn đối với cấy ghép y tế bằng titan.
Đo các mặt chức năng. Quyết định sớm xem có cần gia công thứ cấp hoặc hoàn thiện hay không và đã được xác nhận hay chưa.
Xác nhận lô bột phù hợp với thông số kỹ thuật và lịch sử tái sử dụng được ghi lại - toàn bộ lô-để-khả năng truy xuất nguồn gốc từng phần cho công việc được quy định.
Phiếu kiểm tra được in trong cùng điều kiện - kết quả độ bền kéo hoặc kiểm tra độ cứng xác nhận các đặc tính mong đợi.
Biên soạn các kích thước, chứng chỉ vật liệu, thông số quy trình và kết quả NDT làm tài liệu tham khảo cho các lô sau này.
Kết hợp lại với nhau, những bước kiểm tra này tạo thành một danh sách kiểm tra thực tế trước khi{0}}sản xuất các bộ phận. Việc bỏ qua bất kỳ bước nào trong số đó sẽ làm tăng khả năng phát hiện ra vấn đề chỉ sau khi một đơn đặt hàng lớn đã được xử lý.
Khiếm khuyết có xu hướng xuất hiện ở mức độ lớn
Một số vấn đề xuất hiện nhiều lần trong quá trình tổng hợp giường bột:
- Độ xốp từ khí, thiếu nhiệt hạch hoặc hiệu ứng lỗ khóa
- Cong vênh, biến dạng do ứng suất dư
- Tách lớp
- Nứt liên quan đến ứng suất hoặc độ nhạy cảm của vật liệu
- Bề mặt không đều và bột bị mắc kẹt trong các kênh
Bất kỳ điều nào trong số này có thể trông có thể chấp nhận được trong một nguyên mẫu được kiểm soát cẩn thận và vẫn không thể chấp nhận được khi công việc được lặp lại ở mức âm lượng cao hơn. Đặc biệt, độ xốp làm giảm hiệu suất mỏi-chính xác là đặc tính quan trọng đối với bộ phận cấy ghép và các bộ phận kết cấu. Việc phát hiện sớm bằng chụp CT có chi phí thấp hơn nhiều so với việc xử lý nó sau khi kết thúc hoặc tệ hơn là sau khi được thả.
Ví dụ trường hợp: Nắm bắt vấn đề trước 500 đơn vị
Nghiên cứu điển hình
Một khách hàng-thiết bị y tế đã chuyển một bộ mô cấy titan từ nguyên mẫu sang giai đoạn tiền-sản xuất. Kích thước bên ngoài và hình thức trực quan đáp ứng bản vẽ. Tuy nhiên, kiểm tra CT cho thấy độ xốp bên trong vượt quá giới hạn đã thỏa thuận trên các bộ phận của cùng một công trình.
Thay vì phát hành lô, nhóm đã điều chỉnh các tham số quét và chạy bộ xác thực mới. Độ xốp giảm xuống phạm vi có thể chấp nhận được và đơn hàng lớn hơn được tiến hành mà không có khiếm khuyết bên trong tương tự. Việc đánh bắt sớm đã tránh được việc loại bỏ hoặc làm lại hàng trăm sản phẩm và giữ cho dữ liệu xác nhận được sạch sẽ.
Những điều cần tìm ở đối tác in 3D kim loại
Không phải mọi cửa hàng cung cấp In 3D kim loại đều có hệ thống kiểm tra chuyên sâu hoặc chất lượng cần thiết cho các bộ phận được quản lý. Khi đánh giá một nhà sản xuất hoặc nhà máy in 3D kim loại, hãy tập trung vào một số điểm cụ thể:
Một đối tác có năng lực sẽ thảo luận về những vấn đề này một cách cụ thể. Đối với công việc y tế, kinh nghiệm hỗ trợ in 3D kim loại cho các thiết bị y tế trong hệ thống được kiểm soát thường quan trọng hơn tên thương hiệu máy móc.
Câu hỏi thường gặp
Hỏi: Làm thế nào để bạn kiểm tra chất lượng của bộ phận kim loại được in 3D?
Trả lời: Kết hợp đo kích thước (CMM hoặc quét quang), kiểm tra bên trong (thường là CT), kiểm tra độ nhám bề mặt, đánh giá chứng nhận vật liệu và kiểm tra cơ học của phiếu giảm giá. Sự kết hợp chính xác phụ thuộc vào mức độ rủi ro và mục đích sử dụng cuối cùng.
Hỏi: Những khiếm khuyết nào thường gặp khi in 3D kim loại?
Đáp: Độ xốp, biến dạng hoặc nứt do ứng suất dư-, tách lớp và các vấn đề về bề mặt là những vấn đề thường gặp nhất. Nhiều lỗi liên quan đến quá trình-và có thể được giảm bớt bằng cách giám sát và kiểm soát thông số thích hợp.
Hỏi: In 3D kim loại có đủ chính xác cho cấy ghép y tế không?
Trả lời: Có thể, miễn là cả độ chính xác về kích thước và tính toàn vẹn của vật liệu đều được chứng minh thông qua một quy trình đủ tiêu chuẩn. Độ chính xác thôi là không đủ.
Hỏi: Chi phí kiểm tra bộ phận trước khi sản xuất hàng loạt là bao nhiêu?
Trả lời: Chi phí thay đổi tùy theo kích thước bộ phận, vật liệu và độ sâu kiểm tra. Quét CT và kiểm tra cơ học làm tăng thêm chi phí, nhưng chúng hầu như luôn thấp hơn chi phí của một lô sản xuất bị lỗi hoặc một vấn đề tại hiện trường.