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3D新聞

增材制造的后處理是降低風(fēng)險還是增加成本?

星之球科技 來源:Ringier2021-11-24 我要評論(0 )   

通過增材制造獲得有利可圖的部件,需要仔細注意影響性能和驅(qū)動成本的各種因素。在眾多因素中,包括在逐層制造結(jié)束后必須對零件進行的后處理程度。但行業(yè)內(nèi)也有一些人認...

通過增材制造獲得有利可圖的部件,需要仔細注意影響性能和驅(qū)動成本的各種因素。在眾多因素中,包括在逐層制造結(jié)束后必須對零件進行的后處理程度。但行業(yè)內(nèi)也有一些人認為,增材制造的后處理工藝增加了成本和時間。


對于金屬增材制造的零件,進行后處理其實很重要。使用激光粉末床熔融制造的金屬部件通常會在從構(gòu)建板上移除部件之前進行應(yīng)力消除。零件通常在移除支撐和機械加工之前進行熱處理(或進行固溶退火、固溶時效或熱等靜壓)以滿足公差要求。


二次精加工操作(例如翻滾、磨料流加工、電化學(xué)拋光)可用于額外的表面處理。最后,零件在組裝或最終使用之前接受檢查。在整個過程中可能會發(fā)生迭代,每個步驟的持續(xù)時間和成本將由多種因素決定,包括零件的重要性、資格指南和認證要求等。


此前,行業(yè)在降低成本和避免成本上花了太多的時間,卻忽視了后處理可以有助降低與分層制造風(fēng)險這一事實。的確,后處理會增加生產(chǎn)金屬增材制造部件的時間和成本,但制造商需要考慮以下幾點:

激光加熱材料后在構(gòu)建過程中冷卻時,應(yīng)力消除有助于減少金屬零件中積累的殘余應(yīng)力;沒有經(jīng)過應(yīng)力消除,零件容易有翹曲甚至開裂的風(fēng)險。


熱處理有助于使微觀結(jié)構(gòu)均勻化并減少零件中的材料異質(zhì)性;沒有它,由于構(gòu)建方向效應(yīng)或構(gòu)建過程中可能出現(xiàn)的其他微觀結(jié)構(gòu)弱點,部件可能會出現(xiàn)故障。


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■金屬激光粉末床熔融零件的后處理通常需要,(1)應(yīng)力消除以減少翹曲,(2)從構(gòu)建板上移除零件以幫助建立加工基準,(3)熱處理以減少微觀結(jié)構(gòu)變化,(4)移除減少構(gòu)建過程中變形的支撐,(5)機加工以減少尺寸不合格,(6)二次精加工以減少表面影響,(7)無損評估以避免缺陷 (8)檢查以確保尺寸正直(來源:Tim Simpson)


去除支撐消除了在構(gòu)建過程中添加的額外材料,幫助減少零件特征的失真;在沒有支撐的情況下,如果零件翹曲過多并在添加新粉末層時導(dǎo)致問題,則存在構(gòu)建失敗的風(fēng)險。


機加工有助于達到指定的幾何尺寸和公差;沒有它,就會存在尺寸不合格和零件報廢的風(fēng)險。

二次精加工操作可以增強表面性能并改善最終零件的外觀;沒有它,就會有表面效應(yīng)的風(fēng)險,這可能導(dǎo)致零件過早失效或表面缺陷有損于預(yù)期的美感。


檢查和無損評估有助于確保尺寸和體積的完整性;沒有它們,就會有尺寸超出規(guī)格或丟失內(nèi)部缺陷的風(fēng)險,從而導(dǎo)致零件故障。


由于構(gòu)建完成后有如此多的步驟,因此將如此多的注意力花在減少或消除金屬增材制造后處理上是否合適,一直是行業(yè)關(guān)心的話題。


結(jié)合消除應(yīng)力和熱處理可以節(jié)省時間嗎?是的,但根據(jù)熱處理的類型和程度,構(gòu)建板可能會變形,從而造成后續(xù)零件拆卸方面的挑戰(zhàn)。 

可以使用更容易移除的分離式支撐?是的,但它們可能會在表面留下小塊或粗糙點,稍后需要將其去除。

可以指定公差以避免對零件進行全面加工嗎?是的,但這需要理解和質(zhì)疑通常被指定或視為給定的基本要求。 

可以使用批量精加工工藝來降低表面粗糙度嗎?是的,但幾何形狀和大小可能會限制某些功能的可訪問性,具體取決于它們的位置和尺寸。


能否避免使用昂貴的X射線計算機斷層掃描掃描檢查零件?是的,但前提是質(zhì)量控制程序得到了適當?shù)膶嵤┖途S護,以確保一致的分層處理。 


總之,金屬增材制造后處理仍有很大的創(chuàng)造力和創(chuàng)新解決方案的空間,鼓勵機加工專業(yè)人士和制造專家與增材制造服務(wù)提供商或制造增材制造零件的公司加深合作。雖然后處理對他們來說是一種成本,但這也是一次分享寶貴知識和見解的機會,以幫助新興的增材制造行業(yè)蓬勃發(fā)展。


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