Làm thế nào để sử dụng in 3D kim loại để làm các phụ kiện không chuẩn cho các trung tâm gia công?

一, Các vấn đề chính với việc tạo ra các phụ kiện không chuẩn và cách công nghệ in 3D có thể giúp giải quyết chúng
Sau đây là các tính năng phổ biến của các phụ kiện trung tâm gia công không chuẩn:
Các bộ phận có cấu trúc phức tạp, bao gồm các bộ phận kim loại tấm đa diện, khuôn cho hình dạng sông không thẳng và bánh răng có độ chính xác cao. Khi sử dụng xử lý truyền thống, bạn phải sử dụng rất nhiều quy trình khác nhau, làm tăng khả năng dung sai xây dựng.
Nhu cầu lô nhỏ: Sản lượng hàng năm của một mảnh thường dưới 500 miếng và tạo ra khuôn có chi phí hơn 30% tổng số.
Áp lực giao hàng khẩn cấp: Khi thiết bị tắt, nó có thể có giá hàng ngàn đô la mỗi giờ, do đó chu kỳ cung cấp cho các phụ kiện cần được cắt giảm xuống còn 72 giờ;
Các yêu cầu về mức độ hoạt động của vật liệu: phải có các đặc điểm như cường độ mạnh (lớn hơn hoặc bằng 800MPa), điện trở hao mòn (HRC50 trở lên) hoặc khả năng chống ăn mòn (kiểm tra xịt muối trong 1000 giờ trở lên).
Công nghệ in 3D kim loại giải quyết chính xác các vấn đề được liệt kê ở trên vì các tính năng sau:
Sản xuất Modelless: Làm các mặt hàng vững chắc trực tiếp từ các mô hình 3D, loại bỏ nhu cầu tạo khuôn và cắt giảm chi phí của mỗi mảnh từ 60% đến 80%;
Việc đúc tích hợp các hình dạng phức tạp: Công nghệ SLM (tan chảy laser chọn lọc) có thể điều chỉnh độ dày của mỗi lớp trong phạm vi 0,05mm. Điều này cho phép làm việc với các đặc điểm khó xử lý với các phương pháp hiện có, như các bức tường mỏng (lớn hơn hoặc bằng 0,3mm) và các kênh bên trong (trên 0,5mm).
Sự đa dạng vật liệu: Bao gồm các vật liệu gia công phổ biến bao gồm Hợp kim nhôm (ALSI10MG), Thép không gỉ (316L/17-4ph), Hợp kim Titanium (Ti6AL4V), Hợp kim dựa trên niken (Inconel 718), và nhiều hơn nữa để đáp ứng nhu cầu của các tình huống làm việc khác nhau;
Khả năng lặp nhanh: Chỉ mất 24 đến 72 giờ để thay đổi thiết kế và cung cấp mẫu, và nó có thể kiểm tra nhiều phiên bản cùng một lúc.
2, Sự phát triển của công nghệ in 3D cho các bộ phận trung tâm gia công không chuẩn
1. Giai đoạn tối ưu hóa thiết kế
Tối ưu hóa cấu trúc liên kết: Sử dụng các chương trình như ANSYS và Altair để thiết kế những thứ nhẹ nhàng nhưng mạnh mẽ, vì vậy chúng cần ít vật liệu hơn. Chẳng hạn, một công ty đã cắt giảm trọng lượng của các cột công cụ máy móc xuống 35% và làm cho chúng trở nên cứng hơn 12% bằng cách tối ưu hóa cấu trúc mạng của chúng.
DFAM (Thiết kế cho sản xuất phụ gia): Phá vỡ các tiêu chuẩn thiết kế nói những thứ như "góc phần nhô ra> 45 độ" và "giảm cấu trúc hỗ trợ". Một thiết kế rỗng với xương sườn gia cố nội bộ được sử dụng trong một phụ kiện hộp số nhất định để giảm chi phí sản xuất trong khi vẫn giữ hiệu suất cân bằng động.
Integration of many materials: Gradient material design is used to create functional zones. For example, the combustion chamber components have a composite construction with a copper alloy inner wall (thermal conductivity >380W/m · K) and a nickel-based alloy outer wall (temperature resistance >1000 độ).
2. Chọn quy trình in
Công nghệ SLM là tốt để tạo ra những thứ cần phải rất chính xác và có bề mặt rất mịn, bao gồm đường ray hướng dẫn chính xác và ghế mang trục chính. Bạch kim Lim-X260A có thể tạo ra các bề mặt RA1.6 μ m thô, đủ tốt cho các hướng dẫn máy công cụ;
WAAM (sản xuất phụ gia hồ quang): Để nhanh chóng tạo ra các nguyên mẫu của các bộ phận cấu trúc lớn như khung giường và cột, hiệu suất lắng đọng là 3, 5 kg/h và tốc độ sử dụng vật liệu là hơn 95%.
EBM (Helting chùm tia điện tử) là một cách tốt để tạo ra các bộ phận hợp kim nhiệt độ cao, các đĩa tuabin Inconel 718 như vậy mà một công ty hàng không nhất định được in bằng thiết bị ARCAM Q20 của GE. Những bộ phận này giữ 98% sức mạnh ban đầu của chúng ở 650 độ.
3. Kiểm soát chất lượng và xử lý hậu kỳ
Ủ giảm căng thẳng (500 Lỗi600 độ /2 Hàng4 h) là một loại xử lý nhiệt để loại bỏ các ứng suất bên trong trong việc in và ngăn chặn sự biến dạng trong quá trình gia công.
Gia công chính xác: CNC Gia công chính xác của các bề mặt giao phối (các lỗ và trục như vậy) để đảm bảo chúng có kích thước phù hợp cho mức IT6;
Thử nghiệm không phá hủy: Quét CT công nghiệp được sử dụng để tìm lỗ hổng bên trong (độ xốp 0,5%) và thử nghiệm siêu âm được sử dụng để kiểm tra tính toàn vẹn của liên kết luyện kim.
Kháng ăn mòn được tăng cường bởi các hoạt động như phun cát, đánh bóng và mạ điện xử lý bề mặt. Chẳng hạn, một công ty sử dụng công nghệ lớp phủ PVD để làm cho các công cụ kéo dài hơn ba lần.
3, Các trường hợp sử dụng phổ biến và kiểm tra các lợi ích
1. Làm cho các bộ phận kim loại tấm phức tạp
Một nhà sản xuất máy công cụ nhất định phải làm một vỏ bảo vệ đa diện chỉ cho chúng. Cách dập dập trước đây cần năm bộ khuôn, mất 15 ngày và có giá 120.000 nhân dân tệ. Để in SLM, chúng tôi sử dụng thiết bị FS421M công nghệ cao Huashu:
Chu kỳ: 2 ngày để tối ưu hóa thiết kế, 48 giờ để in và 3 ngày để xử lý hậu kỳ, trong tổng số 8 ngày. Chi phí: 32000 nhân vật liệu cho vật liệu, 18000 nhân dân tệ cho khấu hao thiết bị và 5000 nhân dân tệ để xử lý hậu kỳ, với tổng số 55000 nhân dân tệ. Lợi ích: Thời gian giao hàng bị cắt giảm 47%, chi phí được cắt giảm 54%và đạt được cấu trúc tích hợp không có lắp ráp.
2. Khắc phục khuôn cho đường thủy không thẳng
Chặn ăn mòn cắt giảm hiệu quả làm mát của một mạch nước phun trong 30%. Sửa chữa truyền thống mất 10 ngày và liên quan đến việc tách nấm mốc ra, cắt dây và hàn hỗ trợ nhiều hơn. Sử dụng công nghệ ốp laser:
Quá trình: Đặt hợp kim Inconel 625 trong khu vực bị hư hỏng, với độ dày lớp 0,2 mm và tốc độ chồng chéo 50%;
Hiệu quả: Sau khi sửa chữa, tốc độ dòng nước quay trở lại 95% giá trị thiết kế, khuôn kéo dài gấp đôi và việc sửa chữa chỉ có 15% nhận được một khuôn mới.
3. Tùy chỉnh các bánh răng có độ chính xác cao
Một trung tâm gia công chính xác nhất định cần các bánh răng xoắn ốc không chuẩn đặc biệt (Mô-đun 2.5, số lượng răng 45, góc xoắn 15 độ), nhưng kỹ thuật bánh răng thường xuyên không thể tạo ra chúng vì các ràng buộc trong thiết bị. Sử dụng EOS M 400-4 để in SLM:
Kiểm soát với độ chính xác: Thông qua quét hợp tác đa laser, bạn có thể giữ sự không chính xác của cấu hình răng trong vòng ± 0,02mm.
Kiểm tra hiệu suất: Hiệu suất hộp số bánh răng là 98,5% sau khi thử nghiệm băng ghế và mức độ nhiễu nhỏ hơn 65dB, đó là những gì máy công cụ cao cấp cần.