讓我們面對現(xiàn)實 - 大多數(shù)3D打印機出來的部件......有點難看。有移除支撐，粉末和樹脂清除，以及關(guān)鍵的表面和加工功能。沒有這些二次操作，印刷部件幾乎沒有價值。
正如任何零件設(shè)計師所告訴你的那樣，增材制造(AM)的復(fù)雜性可能是免費的，但后期處理需要使他或她最新的想法功能和美學(xué)上的愉悅需要大量的成本。
“我們工廠的三分之二用于后處理技術(shù)人員和設(shè)備 - 只有三分之一用于實際印刷，”位于賓夕法尼亞州阿倫敦的服務(wù)機構(gòu)ProtoCAM的增材制造副總裁Ed Graham說。“這些技術(shù)人員，平均任期為15年。在這方面我們非常幸運，因為如果你需要擁有這些技能的人，那就無處可去。對我來說，印刷是增材制造的一個更容易的部分。它的后期處理很難。“
鋤頭的艱難行
歡迎來到未來
但是什么使后處理變得如此困難，為什么它首先是必要的呢?使用激光驅(qū)動的打印機比大多數(shù)數(shù)控機床的成本更高 - 而且往往更多 - 人們會認為他們可以在黃金時間內(nèi)準備好零件，而無需人工清潔，噴砂，刮削和打磨。
要回答這些問題，有必要了解3D打印過程。AM的名字表明，通過逐漸向工件添加材料，通常一次一個紙薄層。正如辦公樓在施工期間可能需要支撐以保持墻壁和地板穩(wěn)定一樣，許多添加工藝也需要格子狀結(jié)構(gòu)形式的支撐，以防止新生工件在生產(chǎn)過程中下垂或翹曲。必須在構(gòu)建后刪除這些支持。
逐層構(gòu)建過程還會在所有非水平零件表面上創(chuàng)建階梯效應(yīng)。一旦零件離開腔室，這些層通常需要一定程度的平滑，并且功能表面可能需要二次加工。例如，孔通常需要鉸孔或鉆孔; 螺紋部件必須攻絲或螺紋銑削; 并且，根據(jù)工件的尺寸，幾何形狀和所使用的添加工藝的類型，尺寸規(guī)格小于±0.005英寸左右的特征需要在CNC加工中心，車床，EDM或磨床上完成。
還有需要考慮的原材料。從粉末床3D打印機中取出的零件類似于一個嚴重烘烤的蛋糕，金屬或塑料塊楔入其口袋和縫隙中，而從樹脂打印機的桶中出來的那些通常是粘糊糊的。同樣，必須從新生工件上除去所有這些多余的粉末或樹脂，并回收剩余的材料供以后使用。
印刷金屬部件 - 近年來AM顯著增長的一個關(guān)鍵原因 - 必須從其底板上切掉，然后進行熱處理以去除印刷過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。完成剛剛描述的二次加工后，零件經(jīng)常被涂漆，陽極氧化或電鍍，就像減少制造的部件一樣。
類似地，聚合物部件可以涂漆或電鍍，但通常在類似復(fù)活節(jié)彩蛋的過程中染色。
后處理前后的樹脂部分。
對速度的需求
幸運的是，加工和制造行業(yè)已經(jīng)對制造零件進行了幾個世紀的后處理，實際上所有用于此的傳統(tǒng)方法對3D打印組件同樣有效。但隨著AM從長期的原型技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)橹髁鞯慕K端零件制造流程，挑戰(zhàn)在于擴展和自動化這些流程以支持添加劑量產(chǎn)。
格雷厄姆說：“現(xiàn)在這個行業(yè)正在發(fā)生變化。” “使用人工來完成原型甚至幾十個零件可能具有成本效益，我們現(xiàn)在看到1000件以上的訂單。這就是為什么更高效的后處理方法現(xiàn)在變得越來越重要，因為最近所有重點都放在最終用途材料，更快的打印時間，更大的構(gòu)建包絡(luò)，以及最終更高的產(chǎn)量?！案咝У暮筇幚聿粌H僅是對速度的需求，然而。格雷厄姆說，重復(fù)性和一致性是手動零件加工難以實現(xiàn)的同等重要屬性。
這解釋了ProtoCAM最近對DyeMansion北美自動化零件清洗機的投資，ProtoCAM使用該自動零件清洗機對來自HP MultiJet Fusion 3D打印機的零件進行后處理。
數(shù)據(jù)驅(qū)動
類似的系統(tǒng)可從PostProcess Technologies Inc.，Buffalo，NY獲得，其為所有3D打印材料和印刷技術(shù)提供支撐去除和表面處理設(shè)備。
首席技術(shù)培訓(xùn)師Andy Kottage表示，自動化，經(jīng)濟高效的后期處理取決于三個要素：硬件，軟件和化學(xué)。每個都根據(jù)零件材料和幾何形狀的獨特組合進行應(yīng)用。
“我們所有的解決方案都考慮到了這些因素，但必要的智能從軟件開始，”他解釋道。“增材制造是一個非常數(shù)據(jù)驅(qū)動的過程，我們很早就意識到我們可以使用這些數(shù)據(jù)來管理后處理零件所需的化學(xué)和機械能，并非常密切地模擬技術(shù)人員的行動?！?
整個進程如何運作?任何通過洗車駕駛車輛的人都會理解PostProcess方法，除了這種洗車能夠指導(dǎo)精確的磨料或化學(xué)物質(zhì)流，無論需要什么壓力和速度來移除每一個階梯，建立支撐和一點粉末。最重要的是，商店建造零件數(shù)百或數(shù)千，該系統(tǒng)專為自動化大規(guī)模生產(chǎn)而設(shè)計。
PostProcess Tech還有一種潛水技術(shù)，允許工件在罐內(nèi)的籃子內(nèi)自由漂浮，然后通過先進的泵送方案暴露于超聲波能量，熱量和化學(xué)作用，這有助于攪動部件并使其“翻轉(zhuǎn)”。 Kottage說，洗澡可以更有效地接觸。它主要用于采用熔融沉積成型，PolyJet，立體光刻和其他聚合物打印機構(gòu)建的產(chǎn)品。
通過將工件固定在碗內(nèi)，R?sler的R 150 DL-2旋轉(zhuǎn)振動器可對許多3D打印組件進行徹底和可預(yù)測的精加工。
沒有一站式購物
密歇根州巴特爾克里克R?slermetalFinishing USA的首席執(zhí)行官Bernie Kerschbaum 表示，后處理遠不是一刀切的技術(shù)。
“許多人進入增材制造業(yè)詢問，'好吧，什么是一種適合我的整理方法?'”他說?！皢栴}在于沒有一種方法，而且往往甚至不是一步到位的方法。”
Kerschbaum表示，R?sler的后加工方法與大規(guī)模完成鑄件和鍛件，注塑成型塑料零件，金屬沖壓件和機加工零件的工藝并沒有什么不同，這是德國公司自1933年以來一直在努力解決的問題。與傳統(tǒng)制造的零件一樣，基于各種因素，可以采用任何數(shù)量的方法對3D打印的零件進行后處理。
“這些零件是如何制造的并不重要，”他說?！盁o論是加法還是減法......成功的后處理確實沒有比找到正確的過程或過程組合以獲得理想結(jié)果更多的東西。解決表面處理挑戰(zhàn)的經(jīng)驗以及對整個生產(chǎn)鏈的良好理解將有助于為任何部件找到最具成本效益的解決方案。“
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