Hogyan lehet eltávolítani a belső támogatási struktúrákat az utó{0}}feldolgozás során?

一, A tartószerkezet kialakításának fejlesztése: a „passzív eltávolításról” az „aktív megelőzésre”
1. Intelligens módja a támogatási elrendezés megtervezésének
A hagyományos tartórendszerekben gyakoriak a rács- vagy oszlopkialakítások, bár pormaradványokat hagyhatnak maguk után, és károsíthatják a felületet. A modern dizájn segít optimalizálni az elrendezéseket olyan szoftveralgoritmusokkal, mint például:
Átlós támaszték: 45 fokos átlós támasztékot használnak alkatrészek és nyomtatóplatformok összekapcsolására bonyolult szerkezetekben, például csővezetékekben. Ez csökkenti a kapcsolatfelvételi pontok számát, és megkönnyíti az utólagos-feldolgozást.
Törési pont kialakítása: Homokóra vagy fog{0}}alakú elemek hozzáadása a támasz és a szakaszok közötti csatlakozáshoz, hogy "szabályozható törést" hozzon létre az előre-beállított gyenge pontokon keresztül. Ez megakadályozza a felületi mélyedéseket, amelyek a rendszeres vágás során előfordulhatnak.
Regionalizáció támogatása: Szoftverrel növeljük a támasz vetített területét, és kevésbé fontos régiókra (felületek helyett ilyen síkra) fókuszáljuk, ami csökkenti a funkcionális felületekre gyakorolt ​​hatást.
2. Az anyagok megkülönböztetésének stratégiája
Az Arizona State University által javasolt elektrokémiai eltávolítási technológia a „roncsolásmentes eltávolítást” a hordozóanyagok (például szénacél) szelektív korrodálásával éri el, miközben megtartja az alkatrész fő testét (például a rozsdamentes acélt). Ennek a technológiának meg kell felelnie a következő kritériumoknak:
A hordozóanyag és a komponens anyaga közötti elektrokémiai potenciál különbségnek 0,2 V-nál nagyobbnak kell lennie. Az elektrolit oldatnak nagy szelektivitással kell rendelkeznie (például a szénacél korróziós sebessége salétromsav+oxigén rendszerben több mint 100-szor nagyobb kell legyen, mint a rozsdamentes acélé). A reakcióidőt ellenőrizni kell, hogy elkerüljük a túl sok korróziót.
2, A dolgoktól való megszabadulás régi módja az volt, hogy megtaláljuk az egyensúlyt a mechanikai feldolgozás és a vegyszeres kezelés között.
1. Technológia dolgok mechanikus eltávolítására
Az olyan kéziszerszámok, mint a fogó, olló és reszelő, jól működnek az egyszerű szerkezeteken, de megkarcolhatják az alkatrészek felületét. Például egy repülőgép-motor lapátjának támasztékának levételekor a 0,5 mm vastag támasztómaradványt kézzel kell polírozni, ami darabonként akár négy órát is igénybe vehet.
Szalagfűrész és huzalvágás: Az elektromos kisülésű huzalvágás (EDM) nagyon nagy pontossággal képes szétválasztani a dolgokat, de ez sokba kerül. A szalagfűrész vágási sebessége 30%-kal nőtt, de a rögzítéshez az alsó síkot újra meg kell dolgozni.
Kezelés homokfúvással: Ha nagynyomású alumínium-oxid homokszemcséket használ a felülethez, egyszerre eltávolíthatja a hordozómaradványokat és az oxidrétegeket, de elrejtheti az olyan hibákat is, mint a mikrorepedések.
2. Kémiai korróziós technológia
A savas oldat, mint a hidrogén-fluorid és a salétromsav keveréke, erodálhatja a titánötvözet hordozóit. A hőmérsékletet (40 Celsius-fok alatt) és az időt (kevesebb, mint 15 perc) azonban gondosan kell kezelni, különben az alkatrészek felülete érdesebbé válhat.
Alapos oldat: A nátrium-hidroxid oldat alkalmas alumínium-alapú hordozóra, de ezt követően semlegesíteni kell, hogy megállítsuk a hidrogén ridegségét.
Elektrokémiai polírozás: Ez az eljárás anódos oldással eltávolítja a hordozómaradványokat, és simábbá teszi a felületet (az Ra érték 0,2 μm alá csökkenthető), de a berendezés meglehetősen drága.
3, Fusion: Automatizált megoldás robotok és mesterséges intelligencia felhasználásával
1. Robotok segítik a rendszert
A németországi Solukon elkészítette az SFM{0}}AT800 rendszert, amely a következő technológiákat használja az eltávolítás automatizálására:
Több-tengelyes összeköttetések vezérlése: A 6 tengelyes robot vágófejekkel, sarokcsiszolókkal és egyéb berendezésekkel rendelkezik, amelyek lehetővé teszik, hogy bonyolult belső rendszerekkel dolgozzon.
Az erő visszacsatolás módosítása:{0}}A forgácsolóerő valós idejű nyomon követése (<5N) and automatic adjustment of feed speed to avoid damage to the part;
Modul por újrahasznosításához: Beépített negatív nyomású porszívó, amely a felszedett anyagok 98%-át újrahasznosítja, ami csökkenti a hulladék mennyiségét.
2. AI-alapú folyamatfejlesztés
A Rivelin Robotics NetShape rendszer az Egyesült Királyságban gépi tanulási algoritmusokat használ:
Hiba-előrejelzés: Használja a múltbeli adatokat a maradék eloszlási modell felépítéséhez, így megtervezheti a hiba időben történő eltávolításának legjobb módját;
Szerszám adaptáció: A forgácsolási paraméterek (sebesség, előtolás) automatikus módosítása az anyag keménységétől függően (például Inconel 718 kontra alumíniumötvözet);
Jó zárt{0}}hurkú vezérlés: A 3D szkennelés valós időben meg tudja mondani, mennyire érdes a felület, és menet közben módosíthatja a polírozási időt.
4, Új technológiák: az "eltávolítástól" a "nem támogatott" gyártásig
1. Tervezés a topológia optimalizálásához
Az olyan szoftverek használata, mint az Altair OptiStruct, segíthet a struktúrák erősebbé tételében, miközben csökkenti a szükséges támogatás mértékét. A topológia optimalizálás például 60%-kal csökkenti egy adott műholdkeret támogatási mennyiségét, és az eredeti méretének egyharmadával csökkenti a feldolgozásához szükséges időt.
2. Technológia folyékony fém alátámasztására
Az ExOne az Egyesült Államokban egy folyékony ón tartórendszerrel állt elő, amely folyékony fémmel tölti meg a nyomtatott régiót. Nyomtatás után 232 fokra melegítjük, hogy az ón megolvadjon és kifolyjon, amit "maradékmentes eltávolításnak" neveznek. Ezzel a módszerrel titánötvözetből készült repülőgépalkatrészeket készítettek, és tízszer könnyebbé tette a támaszték eltávolítását.
3. Nyomtatás mágneses tér segítségével
Az MIT által létrehozott mágneses portechnológia külső mágneses mezőt használ a nem-mágneses fémpor szétterítésének szabályozására, így ideiglenes tartószerkezetet hoz létre a felfüggesztett területen. Nyomtatás után használjon fordított mágneses teret, hogy a por automatikusan leváljon. Ez jól működik olyan anyagokkal, amelyek reagálnak a mágnesekre, beleértve a kobalt-krómötvözeteket.
5, Problémák és legjobb gyakorlatok az iparban
1. Egy tipikus eset elemzése
A repülőgépiparban a GE Aviation a rendszer automatizálásával 72 óráról 8 órára csökkentette a LEAP-motorok üzemanyag-fúvókáinak feldolgozásához szükséges időt. Ezzel 15-szörösére nőtt az éves termelési kapacitás.
A Stryker elektrokémiai eltávolítási technikát alkalmaz az acetabuláris csészék kezelésére, ami 3%-ról 0,05%-ra csökkenti a maradék támaszték arányát. Ez megfelel az FDA szigorú fémion-kibocsátási szabványainak.
2. Főbb problémák
Költségegyensúly: Az automatizálási berendezések beruházásának megtérülése akár 5 évig is eltarthat, és a kis- és középvállalkozások{1}} továbbra is sok munkát végeznek kézzel.
Anyagkorlátozások: Az elektrokémiai technológia csak bizonyos anyagok kombinációival használható, és rugalmasabbnak kell lennie;
Precíziós vezérlés: Még ha már nem is lehet támogatni olyan bonyolult belső rendszereket, mint a hűtőcsatornák, akkor is szükség van fizikai beavatkozásra.