Làm cách nào để xóa cấu trúc hỗ trợ nội bộ trong quá trình xử lý hậu kỳ?

一, Cải tiến thiết kế kết cấu đỡ: chuyển từ “loại bỏ thụ động” sang “phòng ngừa chủ động”
1. Cách thông minh để lập kế hoạch bố trí hỗ trợ
Thiết kế dạng lưới hoặc cột rất phổ biến trong các hệ thống đỡ truyền thống, mặc dù chúng có thể để lại cặn bột và gây hại cho bề mặt. Thiết kế hiện đại giúp tối ưu hóa bố cục bằng các thuật toán phần mềm, như:
Hỗ trợ đường chéo: Hỗ trợ đường chéo 45 độ được sử dụng để kết nối các bộ phận và nền tảng in trong các công trình phức tạp như đường ống. Điều này làm giảm số lượng điểm liên hệ và giúp quá trình-hậu kỳ trở nên dễ dàng hơn.
Thiết kế điểm gãy: Thêm các đặc điểm hình đồng hồ cát hoặc hình răng-ở phần kết nối giữa phần đỡ và các mặt cắt để tạo ra "vết nứt có thể kiểm soát được" thông qua các điểm yếu được cài đặt sẵn. Điều này ngăn chặn hiện tượng lõm bề mặt có thể xảy ra khi cắt thường xuyên.
Hỗ trợ khu vực hóa: Sử dụng phần mềm để làm cho diện tích dự kiến ​​​​của hỗ trợ lớn hơn và tập trung vào các khu vực ít quan trọng hơn (như các mặt phẳng thay vì bề mặt), điều này làm cho ảnh hưởng đến các bề mặt chức năng ít hơn.
2. Chiến lược tạo sự khác biệt về vật liệu
Công nghệ loại bỏ điện hóa do Đại học bang Arizona đề xuất đạt được khả năng "loại bỏ không{0}}phá hủy" bằng cách ăn mòn có chọn lọc các vật liệu hỗ trợ (như thép cacbon) trong khi vẫn giữ được phần thân chính của bộ phận (như thép không gỉ). Công nghệ này phải đáp ứng các tiêu chí sau:
Độ chênh lệch điện thế giữa vật liệu đỡ và vật liệu thành phần phải lớn hơn 0,2V. Dung dịch điện phân phải có tính chọn lọc cao (ví dụ tốc độ ăn mòn của thép cacbon trong hệ axit nitric+oxy phải lớn hơn 100 lần so với thép không gỉ). Thời gian phản ứng phải được kiểm soát để ngăn chặn sự ăn mòn quá nhiều.
2, Cách loại bỏ cũ là tìm sự cân bằng giữa xử lý cơ học và xử lý hóa học.
1. Công nghệ tháo dỡ đồ vật bằng máy móc
Các dụng cụ cầm tay như kìm, kéo và dũa hoạt động tốt trên các cấu trúc đơn giản nhưng chúng có thể làm xước bề mặt của các bộ phận. Ví dụ, trong khi tháo phần đỡ của một cánh động cơ máy bay nhất định, lớp đỡ dày 0,5mm phải được đánh bóng bằng tay, quá trình này có thể mất tới bốn giờ cho mỗi phần.
Máy cưa vòng và cắt dây: Cắt dây phóng điện (EDM) có thể tách rời mọi thứ với độ chính xác rất cao nhưng lại tốn rất nhiều chi phí. Tốc độ cắt của cưa vòng đã tăng lên 30%, nhưng mặt phẳng phía dưới cần được gia công lại để khắc phục.
Xử lý bằng cách phun cát: Sử dụng-các hạt cát oxit nhôm áp suất cao để chạm vào bề mặt có thể loại bỏ cả cặn hỗ trợ và lớp oxit cùng một lúc, nhưng cũng có thể che giấu các lỗi như vết nứt nhỏ.
2. Công nghệ ăn mòn hóa học
Dung dịch axit, chẳng hạn như hỗn hợp axit hydrofluoric và axit nitric, có thể ăn mòn các giá đỡ bằng hợp kim titan. Tuy nhiên, nhiệt độ (dưới 40 độ C) và thời gian (dưới 15 phút) phải được quản lý cẩn thận, nếu không bề mặt các bộ phận sẽ trở nên cứng hơn.
Giải pháp có bazơ: Dung dịch natri hydroxit rất tốt cho lớp nền-làm bằng nhôm, nhưng sau đó nó cần được trung hòa để ngăn chặn hiện tượng giòn do hydro.
Đánh bóng điện hóa: Quá trình này loại bỏ cặn hỗ trợ thông qua quá trình hòa tan anốt và làm cho bề mặt mịn hơn (giá trị Ra có thể hạ xuống dưới 0,2 μm), nhưng thiết bị khá đắt tiền.
3, Fusion: Giải pháp tự động sử dụng robot và AI
1. Robot trợ giúp hệ thống
Solukon ở Đức đã tạo ra hệ thống SFM-AT800, sử dụng các công nghệ sau để tự động loại bỏ:
Kiểm soát các liên kết nhiều{0}}trục: Robot 6 trục có đầu cắt, máy mài góc và các thiết bị khác cho phép robot hoạt động với các hệ thống nội thất phức tạp.
Thay đổi phản hồi lực:-Giám sát lực cắt theo thời gian thực (<5N) and automatic adjustment of feed speed to avoid damage to the part;
Mô-đun tái chế bột: Máy hút bụi áp suất âm tích hợp có thể tái chế 98% vật chất mà nó nhặt được, giúp giảm thiểu chất thải.
2. Cải tiến quy trình-theo hướng AI
Hệ thống Rivelin Robotics NetShape ở Anh sử dụng thuật toán học máy:
Dự đoán lỗi: Sử dụng dữ liệu trong quá khứ để xây dựng mô hình phân phối dư để bạn có thể lập kế hoạch trước cách tốt nhất để loại bỏ lỗi;
Thích ứng dụng cụ: Tự động thay đổi các thông số cắt (tốc độ, tốc độ tiến dao) tùy thuộc vào độ cứng của vật liệu (ví dụ: Inconel 718 so với hợp kim nhôm);
Kiểm soát-vòng kín tốt: Quét 3D có thể cho bạn biết độ nhám của bề mặt theo thời gian thực và bạn có thể thay đổi thời gian đánh bóng khi đang di chuyển.
4, Công nghệ mới: từ “loại bỏ” đến sản xuất “không được hỗ trợ”
1. Thiết kế tối ưu hóa cấu trúc liên kết
Sử dụng phần mềm như Altair OptiStruct có thể giúp các công trình vững chắc hơn đồng thời giảm mức độ hỗ trợ mà chúng cần. Ví dụ: tối ưu hóa cấu trúc liên kết giúp giảm 60% khối lượng hỗ trợ của khung vệ tinh nhất định và thời gian cần thiết để xử lý khung đó bằng một-một phần ba kích thước ban đầu.
2. Công nghệ đỡ kim loại lỏng
ExOne ở Hoa Kỳ đã phát minh ra hệ thống hỗ trợ thiếc lỏng lấp đầy khu vực đang được in bằng kim loại lỏng. Sau khi in, nó được làm nóng đến 232 độ để làm tan chảy thiếc và chảy ra ngoài, điều này được gọi là "loại bỏ cặn". Phương pháp này đã được sử dụng để chế tạo các bộ phận máy bay bằng hợp kim titan và giúp việc tháo dỡ vật đỡ dễ dàng hơn gấp mười lần.
3. In bằng từ trường
Công nghệ bột từ tính do MIT tạo ra sử dụng từ trường bên ngoài để điều chỉnh cách -phân tán bột kim loại không từ tính, tạo ra cấu trúc hỗ trợ tạm thời trong khu vực bị treo. Sau khi in, sử dụng từ trường ngược để giúp bột tự động bong ra. Điều này hoạt động tốt với các vật liệu phản ứng với nam châm, bao gồm cả hợp kim crom coban.
5, Các vấn đề và thực tiễn tốt nhất trong ngành
1. Phân tích một trường hợp điển hình
Trong ngành hàng không vũ trụ, GE Aviation đã cắt giảm thời gian xử lý vòi phun nhiên liệu động cơ LEAP từ 72 giờ xuống còn 8 giờ bằng cách tự động hóa hệ thống. Điều này đã tăng năng lực sản xuất hàng năm lên 15 lần.
Stryker sử dụng kỹ thuật loại bỏ điện hóa để xử lý cốc ổ cối, giúp giảm tỷ lệ hỗ trợ còn sót lại từ 3% xuống 0,05%. Điều này đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt của FDA về giải phóng ion kim loại.
2. Các vấn đề chính
Cân bằng chi phí: Lợi tức đầu tư cho thiết bị tự động hóa có thể mất tới 5 năm và các doanh nghiệp vừa và nhỏ-vẫn thực hiện nhiều công việc thủ công.
Hạn chế về vật liệu: Công nghệ điện hóa chỉ có thể được sử dụng với một số kết hợp vật liệu nhất định và cần phải linh hoạt hơn;
Kiểm soát chính xác: Ngay cả khi không thể hỗ trợ các hệ thống bên trong phức tạp như kênh làm mát thì vẫn cần có sự can thiệp vật lý.