一, Kjerne etter-behandlingsteknologi og hvor lang tid det tar
Det er fem hovedfaser i etter-behandlingen av 3D-utskrift av metall: fjerning av pulver, avlastning, oppvarming, maskinering og behandling av overflaten. Hvor lang tid hvert trinn tar er i stor grad knyttet til valg av prosess.
1. Bli kvitt pulveret og skille delene: enkelt, men tar mye tid
Etter at metallbitene er laget i pulverbedfusjonssystemet, må det nedgravde pulveret tas ut og siktes slik at det kan brukes igjen. Rengjøring av mindre deler for hånd tar 1 til 2 timer, mens rengjøring av store strukturelle deler som flymotorblader tar 3 til 5 timer og krever spesielt støvsugeutstyr og vibrasjonsskjerming. Elektrisk utladning av ledninger er den vanligste måten å skille deler på, men det kan ta 4 til 8 timer per stykke å kutte og plassere intrikate strukturelle komponenter som interne strømningskanaler. Båndsagskjæring er rask (10 til 30 minutter per stykke), men det fungerer bare for enkle geometriske design og kan lett indusere belastningsherding.
2. Stressreduksjon og varmebehandling: viktig for å sikre ytelse
Hvis spenningen inne i metallet lag for lag ikke avlastes, vil det føre til at delene bøyer seg eller til og med går i stykker. En vanlig metode er å bruke en vakuumovn for å gløde deler av titanlegering. De må holdes ved 650 grader i 4 timer, deretter avkjøles til romtemperatur i 6–8 timer, for en total syklustid på over 10 timer. Legeringsdeler med høy-temperatur må derimot varmes opp til 1200 grader, holdes i 6 timer og avkjøles i over 12 timer. Varm isostatisk pressing (HIP) kan kvitte seg med både porer og stress på samme tid, men utstyret er dyrt, og hver prosesseringssyklus (som inkluderer heving og senking av temperaturen) tar 8 til 16 timer.
3. Maskinering og overflatebehandling: et dobbelt mål om nøyaktighet og nytte
Det kan ta 20 til 40 timer å presist bearbeide kompliserte overflater som turbinbladstrømningskanaler ved hjelp av et fem--aksers koblingsmaskineri. Det kan ta 5 til 10 timer ekstra å behandle funksjoner som gjengede hull og matchende overflater. Sandblåsing kan raskt gjøre en overflate jevnere (Ra mindre enn eller lik 3,2 μm), og det tar bare 0,5–2 timer for ett stykke. Kjemisk polering kan få en overflate til å se ut som et speil (Ra mindre enn eller lik 0,2 μm), men det tar 12 til 24 timer og flere trinn (fjerning av olje, vask med syre og passivering). Fargetilpasning, testing og tykkelsestesting er alle nødvendige for anodisering (aluminiumslegering) eller passivering (rustfritt stål) og andre anti{15}}korrosjonsbehandlinger. Denne prosessen tar 1 til 3 dager per vare.
2, industrieksempel: ulike situasjoner har ulike tidsavvik
1. I romfartsfeltet er forlengede sykluser forårsaket av ekstrem ytelse.
SLM-teknologi brukes til å skrive ut rammen til drivstofftanken for en spesifikk rakettmotor. Etter-behandlingsprosessen tar 94 timer (ca. 4 dager) og involverer HIP-behandling (16 timer), CNC-maskinering (30 timer) og anodisering (48 timer). Den høye prosentandelen er fordi tøffe situasjoner har svært strenge standarder for utmattelseslevetid (som betyr at HIP må være 300 % bedre) og overflateintegritet (som betyr at saltspraytesting må utføres i over 1000 timer).
2. Medisinsk implantatfelt: biokompatibilitet er det viktigste
Etter-behandlingsprosessen for skreddersydde hofteleddsimplantater av titanlegering tar totalt 44 timer (omtrent 2 dager). Det involverer vakuumgløding (12 timer), polering (8 timer) og steril pakking (24 timer). Selv om perioden er kort, må overflateruheten reguleres strengt (Ra < 0,1 μm) for å minimere skjermingseffekter for benvevsspenning. Biokompatibilitetstesting (ISO 10993-standard) er også nødvendig for å gjøre syklusen lengre.
3. I en verden av forbrukerelektronikk, kutter masseproduksjon ned på tiden det tar å lage en vare.
Ved hjelp av BJ-teknologi skrives en sammenleggbar skjerm med hengselrull for mobiltelefoner. Etter-behandlingstrinnene tar totalt 13 timer: varmebehandling (8 timer), sandblåsing (1 time) og overflatebelegg (4 timer). På grunn av stor produksjon (mer enn 10 000 stykker per batch), har automatiserte produksjonslinjer (slik robotpolering) kuttet tiden det tar å tildele hvert stykke til mindre enn en halvtime, noe som er mye kortere enn i romfartsindustrien.
3, teknologitrend: intelligens og automatisering forkorte syklusen
1. Prosessinnovasjon reduserer behovet for etter-behandling
Utskriftsteknologi uten tilsyn (som områdeutskrift og dobbeltsidig pulverlakkering) kan redusere mengden støttestrukturer med 40 % til 60 %, noe som reduserer tiden det tar å fjerne støtten fra flere timer til 0,5 til 1 time. In situ varmebehandlingsteknologi kombinerer glødeprosessen med utskriftsutstyr, noe som sparer tid for overføring av deler og ovnslasting og forkorter syklusen med mer enn 30 %.
2. Oppgradering av utstyr gjør behandlingen raskere
Den AI-drevne poleringsroboten kan tilpasse behandlingen basert på krafttilbakemeldingskontroll, og redusere tiden det tar å polere et enkelt stykke fra 2 timer til 0,5 timer. Maskinsenteret med fem-akser har et online deteksjonssystem som kan korrigere verktøybanen i sanntid, redusere omarbeidingshastigheten og øke effektiviteten til kompleks overflatebearbeiding med 50 %.
3. Prosessen med å jobbe sammen for å forbedre industrikjeden
Utskriftsvarmebehandlingsmaskinering integrert utstyr, som EOS sitt M400-4-system fra Tyskland, kombinerer alle trinnene etter utskrift til én plattform. Dette reduserer tiden det tar å flytte og klemme deler og forkorter produksjonssyklusene med 40 %. Den skybaserte-prosessdatabasen bruker AI-algoritmer for å foreslå den beste kombinasjonen av parametere, noe som reduserer tiden det tar å komme opp med etterbehandlingsløsninger for nye deler fra dager til timer.