Hogyan szabályozható a falvastagság fémből készült elektromos járművek motorházainak 3D-nyomtatása során?

A minták gyakran egyenetlen falakkal térnek vissza. A hő nem oszlik el egyenletesen, az összeállítás méretei eltolódnak, és a súlycél elmarad. Ezek a problémák általában a rossz kontrollra vezethetők visszafém 3D nyomtatás falvastagság. Ez a cikk bemutatja, hogyan kell megtervezni, nyomtatni és ellenőrizni a falvastagságot, hogy az elektromos járművek motorházai megfeleljenek a teljesítmény- és a gyártási követelményeknek.

A falvastagság négy kulcsfontosságú területet érint:

Hőelvezetés – az egyenetlen falak forró pontokat hoznak létre és csökkentik a hűtési hatékonyságot.

Súly – a könnyebb házak segítik a választékot; a jármű tömegének 10%-os csökkenése általában körülbelül 6-8%-kal javítja az energiahatékonyságot.

Szilárdság és merevség – a háznak viselnie kell a nyomatékot és védenie kell a belső részeket.

Tömítés és összeszerelés – az egyenletes vastagság tűrésen tartja a rögzítési felületeket és a tömítőfelületeket.

Ahogy egyre több elektromosautó-program alkalmazza az additív gyártást, a sikeres EV-motorházak 3D-nyomtatása nagymértékben függ a falvastagságtól a kezdetektől. Gyenge ellenőrzésefém 3D nyomtatás falvastagságEz az egyik leggyakoribb ok, amiért a prototípusok meghiúsulnak a funkcionális tesztelésben.

A gyakorlati minimum az anyagtól, a geometriától és a fal alátámasztásától függ.

Tipikus megbízható tartományok a lézerporágy-fúzióhoz:

AlSi10Mg: 0,8-1,2 mm szerkezeti falakhoz

Rozsdamentes acél (316L / 17-4PH): 0,5-0,8 mm

Titán (Ti-6Al-4V): 0,6-1,0 mm

Vékonyabb falak néha lehetségesek kicsi, nem{0}}szerkezeti elemeken, de növelik a vetemedés, a nem teljes összeolvadás vagy az érdes felületek kockázatát. A legtöbb vékonyfalú fém 3D nyomtatott alkatrész esetében biztonságosabb ezeknek a tartományoknak a felső határán maradni. A fém 3D-nyomtatás abszolút minimális falvastagsága ideális körülmények között elérheti a 0,3–0,4 mm-t, ez a szám azonban ritkán alkalmas teherhordó motorházfalakra.

Porágy fúzió vs. egyéb eljárások

A porágyas fúzió a legjobb felbontást és a legalacsonyabb gyakorlati minimális falvastagságot kínálja a fém 3D nyomtatáshoz. Más eljárások, mint például az irányított energiás lerakódás vagy a kötőanyag-sugárzás, általában vastagabb falakat igényelnek. Ezért a legtöbb elektromos motorháztartási munka a porágyas fúziónál marad.

A tipikus problémák a következők:

Vetedés a támogatás eltávolítása után

Megereszkedett vagy összeesett élek a nem alátámasztott falakon

A felesleges por vékony függőleges felületekre tapad

Helyi túlmelegedés, amely érdes vagy porózus zónákat hoz létre

Termikus gradiens okozta vastagságváltozás

A lézer rendkívül gyorsan felmelegíti és lehűti a fémet. Az anyag megpróbál tágulni és összehúzódni, de a körülvevő tömör fém és az építőlemez tartja. A vékony falak nem merevek, így a maradék feszültség könnyen meghajlítja vagy elcsavarja azokat. Az alumínium különösen érzékeny a nagy hőtágulása miatt; A titán túlmelegedhet, mert a hő nem vezet el gyorsan. A kockázat csökkentésének fő módja a tájékozódás, a támogatási stratégia és a stressz{4}}oldó hőkezelés.

Tervezési szakasz
Tartsa a vastagság-átmeneteket fokozatosan. Adjon hozzá bordákat, ahol extra merevségre van szükség. Éles sarkok helyett használjon lekerekített sarkokat. A nagy, nem alátámasztott vékony részek szinte mindig gondot okoznak.

Építsd meg a tájolást és a támasztékokat
A kritikus vékony falakat olyan függőlegesen állítsa be, amennyire csak lehetséges. Helyezze a támasztékokat olyan helyre, ahol tisztán el lehet távolítani. Az öntámasztó szögek- csökkentik a szükséges alátámasztást.

Folyamat paraméterei
A lézerteljesítménynek, a pásztázási sebességnek és a sraffozási mintának meg kell egyeznie a falvastagsággal és az anyaggal. A vékony falak általában kisebb energiabevitelt igényelnek a túlmelegedés elkerülése érdekében.

Utó{0}}feldolgozás
Szinte mindig szükség van a stresszoldó-hőkezelésre. Hagyja a megmunkálási anyagot a tömítő- és szerelőfelületeken, hogy a hőkezelés és a támaszték eltávolítása után a végső méretek korrigálhatók legyenek.

Ellenőrzés
Használjon CT-szkennelést a belső jellemzőkhez, CMM-et a külső méretekhez és közvetlen vastagságmérést több ponton. Ellenőrizze az átlagos vastagságot és a helyi eltéréseket is.

Egy ügyfélnek alumínium elektromos motorházra volt szüksége agresszív súlycélokkal és belső hűtőcsatornákkal. Az első terv több, 0,8 mm alatti falat és hirtelen vastagságváltozásokat tartalmazott.

A fém 3D-nyomtatás gyártója felülvizsgálta a modellt, 1,0–1,2 mm-re emelte a kritikus falakat, helyi bordákat adott hozzá, és beállította az építési tájolást. Az első-cikkrészeket AlSi10Mg-ben nyomtatták, feszültségmentesített-és befejező-megmunkálást végeztek a kulcsfelületeken. A falvastagság ingadozása a kritikus szakaszokon ±0,12 mm-en belül maradt, és a ház teljesítette mind a súly-, mind a termikus célokat. A 18 darabból álló próbaüzemet ütemterv szerint szállították le, teljes vizsgálati jelentésekkel. A fém 3D-nyomtatás falvastagságának viselkedését megértő, alkalmas fém 3D nyomtatógyárral való együttműködés egy kockázatos tervezést megismételhető folyamattá változtatott.

Mi az Ön által bizonyított minimális falvastagság AlSi10Mg, rozsdamentes acél és titán esetén hasonló méretű alkatrészeken?

Meg tudja osztani a legújabb CMM- vagy CT-adatokat vékony{0}}falú munkákból?

Hogyan kezeli a stresszoldást és a támogatás eltávolítását összetett házaknál?

Milyen megmunkálási alapanyagot ajánl a felületek tömítésére és rögzítésére?

Támogatja a prototípus mennyiséget és a fém 3D nyomtatott alkatrészek nagykereskedelmét is?

Ezek a kérdések segítenek annak eldöntésében, hogy egy egyedi fém 3D nyomtatott motorház beszállítója valódi tapasztalattal rendelkezik-e a fém 3D nyomtatás falvastagságának szabályozásában.

Megbízható vékony{0}}falú eredmények a fegyelmezett folyamatirányításból származnak, nem pedig a legalacsonyabb elméleti vastagság követéséből. A megbízható tervezési szabályokat tapasztalt paraméterhangolással és megfelelő utófeldolgozással kombináló csapatok következetesen jobb méretstabilitást és nagyobb hozamot érnek el.