Mi a különbség a fém 3D-nyomtatása és a hagyományos megmunkálás{0}}utófeldolgozása között?

一, Technikai elv: Az additív és szubtraktív gyártási eljárások közötti különbség
A fém 3D-nyomtatás az additív gyártás (AM) egyik fajtája, amely háromdimenziós objektumokat épít fel fémporok (például titánötvözetek és rozsdamentes acél) vagy huzalrétegek egymásra helyezésével, majd hőforrásokkal, például lézerekkel és elektronsugarakkal megolvasztásával és megszilárdításával. Ehhez az eljáráshoz nincs szükség öntőformára, és egy digitális modellből azonnal valóságos lehet. A fröccsöntött rész felülete azonban érdes (Ra6,3–12,5 μm), és a belsejében maradó feszültségek vagy mikropórushibák lehetnek, amelyeket utófeldolgozással javítani kell a jobb teljesítmény érdekében.

A hagyományos megmunkálás a kivonó termelés elvén alapul. Egy teljes fém tuskóval kezdődik, és vágószerszámokat, például esztergálást, marást és fúrást használ a felesleges anyag eltávolítására, amíg el nem éri a kívánt formát. Előnye a kiváló formázási pontosság (IT5 szintig) és a jó felületi simaság (Ra0,1-0,4 μm), de nehéz megmunkálni az összetett formákat (például belső üreges és egyenetlen felületek), és az anyagfelhasználás alacsony (mindössze 50-70%).

Főbb különbségek:

Anyagállapot: A 3D nyomtatás után a porkohászati ​​tulajdonságokon (ilyen a porozitáson) dolgozni kell, és a megmunkálásnak ki kell javítania a vágási feszültség alkalmazásakor fellépő deformációs problémákat.
Tervezési szabadság: A 3D nyomtatás bonyolult struktúrák "nem támogatott nyomtatására" is képes, és az utófeldolgozásnak{1}}csak meg kell győződnie arról, hogy a helyi teljesítmény a lehető legjobb legyen; A megmunkálásnak határt szab a forgácsolószerszámok könnyű beszerzése, a bonyolult szerkezeteket pedig a megmunkálás után szét kell szedni és vissza kell rakni.
2, A folyamat menete: Az útvonal szétválasztása a "problémák megoldásától" a "dolgok pontosításáig"
1. Fém 3D-nyomtatás utó-feldolgozása: Több-linkes együttműködési optimalizálás
A fém 3D nyomtatott alkatrészek utólagos{0}}feldolgozása általában négy fő fázisból áll:

Tisztítás és támaszték eltávolítása: Ultrahangos tisztítással szabaduljon meg a nyomtatás során keletkezett tartószerkezettől és a felületen maradt portól. Például a repülőgép-hajtóművek lapátjainak nyomtatása után a titánötvözet hordozót vegyileg le kell maratni, hogy ne kelljen mechanikusan eltávolítani, ami károsíthatja a felületet.
A hőkezelés az a folyamat, amelynek során megszabadulunk a maradék feszültségtől, és jobbá teszik az anyagokat olyan módszerekkel, mint a lágyítás és az oltás. Például egy autóalkatrész-beszállító T6-os hőkezelést alkalmazott egy 3D-nyomtatott alumíniumötvözet konzolon, amely erősebbé és könnyebbé tette azt, mivel szakítószilárdságát 320 MPa-ról 380 MPa-ra emelte.
A mechanikus precíziós megmunkálással a lényeges méreteket (például tömítőfelületeket és illeszkedő felületeket) ± 0,01 mm-es pontossággal CNC-marással vagy csiszolással végezheti. Például egy orvosi implantátumokat gyártó vállalkozás egy öt-tengelyes összekötő megmunkáló központot használt, hogy a 3D nyomtatott titánötvözetből készült acetabuláris csészék felületi érdességét Ra3,2 μm-ről Ra0,8 μm-re csökkentse, amely megfelelt az implantátum biológiai kompatibilitására vonatkozó szabványoknak.
Felületkezelés: Használjon olyan módszereket, mint a homokfúvás, galvanizálás, eloxálás és egyebek, hogy a felület ellenállóbb legyen a korrózióval szemben. Az egyik tengerészeti mérnöki vállalat mikroív-oxidációs technológiát használ, hogy vastag oxidfilmet készítsen a 3D nyomtatott alumíniumötvözet szelepek felületén. Ez ötször ellenállóbbá teszi őket a tengervíz korróziójával szemben.
2. Hagyományos megmunkálási utó{1}}feldolgozás: a pontosság és a hasznosság egyidejű javítása
A hagyományos megmunkálás{0}}utófeldolgozásának fő célja a pontosság és a funkcionalitás javítása. A módszer is nagyon egyszerű:

Sorjázás és letörés: Használjon kézi vagy automata szerszámokat a vágás során visszamaradt sorja eltávolítására. Ez megóvja a szerelvény sérülésétől.
Felületerősítés: A felület keményítése olyan módszerekkel, mint a hengerlés és a szemcseszórás. Például egy fogaskerekeket gyártó vállalat sörétet használt, hogy 30%-kal megnövelje a megmunkált fogaskerekek felületére ható nyomófeszültséget, és megduplázza azok fáradási élettartamát.
A funkcionális bevonat az a folyamat, amely bizonyos tulajdonságokat biztosít az alkatrészeknek olyan módszerekkel, mint a kémiai bevonat és galvanizálás. Például egy elektronikus csatlakozókat gyártó cég kémiai nikkelezési módszert alkalmazott, hogy 0,5 μm vastag nikkelréteget készítsen a megmunkált rézötvözet terminálokon, ami sokkal megbízhatóbbá tette a hegesztést.
Fő összehasonlítás:

A folyamat összetettsége: A 3D nyomtatás utófeldolgozása{1}} több kapcsolat együttműködését igényli, és a hőkezelési paramétereket az anyag tulajdonságaitól függően módosítani kell. A megmunkálási utófeldolgozási folyamatok szabványosítási szintje- magas, de az összetett szerkezetekhez több bilincsre is szükség lehet.
Költségszerkezet: A 3D-nyomtatás utófeldolgozási költsége-a teljes költség nagy részét (akár 40%-át) teszi ki, leginkább a hőkezelő berendezések és a precíziós megmunkálás költségei miatt. Az utófeldolgozás költsége a megmunkálásban alacsony (körülbelül 10–15%), de a szerszámkopás költsége magas a nagy-üzemi gyártásban.
3. Alkalmazási forgatókönyv: áttérés a "nagy értékű-hozzáadott testreszabásról" a "nagyszabású-szabványosításra" ugyanabban a tartományban
1. Fém 3D nyomtatás utó-feldolgozása: a megemelt küszöbökre és az értékes forgatókönyvekre összpontosítva.
Aerospace: Egy bizonyos repülőgépipari vállalat 3D nyomtatást használ motor égéstereinek gyártásához. A 99,9%-os anyagsűrűség eléréséhez forró izosztatikus préselés (HIP) kezelésével szabadítják meg a belső pórusokat. Ez megbízhatóvá teszi az alkatrészeket nagy-nyomású és magas{5}}hőmérsékletű környezetben.
Orvosi implantátumok: Egy adott ortopédiai cég 3D-nyomtatott titánötvözet porózus szerkezetű mesterséges csontot használ, elektrolitikus polírozással javítja a pórusok összekapcsolását, serkenti a csontsejtek proliferációját, és 98%-ra emeli a klinikai sikerességi arányt.
Komplex öntőforma: Az autóbelsők egy bizonyos beszállítója 40%-kal csökkentette a fröccsöntési ciklust, és 99,5%-ra növelte a termékhozamot a megfelelő hűtőcsatornás formák 3D-nyomtatásával és az EDM (elektromos kisülési megmunkálás) használatával a formaüreg javítására.
2. Hagyományos megmunkálási utó-feldolgozás: vezető nagy-szabványos gyártás
Gépjárműmotor: Egy bizonyos járműgyártó cég fontos alkatrészeket, például hengerblokkokat és főtengelyeket gyárt meg úgy, hogy megmunkálja őket, majd karburizálással és hűtéssel kezeli, hogy keményebbé tegye a felületet. Ezzel a motor 200 000 kilométert bír ki.
Szórakoztató elektronika: A mobiltelefonokat gyártó cég alumíniumötvözet vázakon CNC-megmunkálást és eloxálást alkalmaz, hogy színes megjelenést biztosítson. Több mint 5 millió darabot tudnak gyártani havonta.
Általános gépek: Egy bizonyos szelepgyártó cég nagy{0}}precíziós golyóscsapokat gyárt megmunkálással, majd erős krómozással, hogy ellenállóbbá tegye őket a kopással szemben. Ezek a szelepek több mint 10 évig működnek.
Trendek a piacon:

Integrált gyártás: Egyre több vállalkozás használja a „3D nyomtatás+megmunkálás” keverékét. Például egy repülőgép-alkatrész-szolgáltató 3D-s nyomtatással közel-hálóformázott nyersdarabokat készít, majd megmunkálást alkalmaz a végső pontosság eléréséhez. Ez 85%-ra növeli az anyagfelhasználást, és 60%-kal csökkenti a gyártási ciklusokat.
Intelligens frissítés: A folyamatparaméterek javítása érdekében mesterséges intelligencia-algoritmusokat adunk a 3D nyomtatás utófeldolgozásához. Például egy vállalat gépi tanulási modelleket alkalmazott annak kitalálására, hogy a hőkezelés hogyan változtatja meg valami alakját, ami 82%-ról 95%-ra emelte a feldolgozás minősítési arányát.