一, ydin post{0}}käsittelytekniikkaa ja sen keston erittelyä
Metallin 3D-tulostuksen{0}}jälkikäsittelyssä on viisi päävaihetta: jauheen poistaminen, jännityksen poistaminen, lämmitys, koneistus ja pinnan käsittely. Kuhunkin vaiheeseen kuluva aika riippuu suurelta osin prosessin valinnasta.
1. Jauheesta eroon pääseminen ja osien erottaminen: yksinkertaista, mutta vie paljon aikaa
Kun metallikappaleet on valmistettu jauhepetisulatusjärjestelmässä, hautautunut jauhe on otettava pois ja seulottava, jotta sitä voidaan käyttää uudelleen. Pienten osien käsin puhdistaminen kestää 1-2 tuntia, kun taas suurten rakenneosien, kuten lentokoneiden moottorien siipien, puhdistaminen kestää 3-5 tuntia ja vaatii erityisiä imurointilaitteita ja tärinän seulontaa. Johdon sähköpurkausleikkaus on yleisin tapa erottaa osia, mutta monimutkaisten rakenneosien, kuten sisäisten virtauskanavien, leikkaaminen ja sijoittaminen voi kestää 4-8 tuntia kappaletta kohden. Vannesahan leikkaaminen on nopeaa (10-30 minuuttia kappaletta kohden), mutta se toimii vain yksinkertaisissa geometrisissä kuvioissa ja voi helposti saada aikaan materiaalin kovettumisen.
2. Stressin vähentäminen ja lämpökäsittely: tärkeitä suorituskyvyn varmistamiseksi
Jos metallin sisällä oleva jännitys kerros kerrokselta ei poistu, se aiheuttaa osien taipumista tai jopa rikkoutumista. Yleinen menetelmä on käyttää tyhjiöuunia titaaniseososien hehkuttamiseen. Niitä on säilytettävä 650 asteessa 4 tuntia, sitten jäähdytettävä huoneenlämpöön 6–8 tuntia, jolloin syklin kokonaisaika on yli 10 tuntia. Korkean lämpötilan-seososat sen sijaan on lämmitettävä 1 200 asteeseen, säilytettävä 6 tuntia ja jäähdytettävä yli 12 tuntia. Kuumaisostaattinen puristus (HIP) voi päästä eroon sekä huokosista että jännityksestä samanaikaisesti, mutta laitteisto on kallis, ja jokainen käsittelyjakso (johon sisältyy lämpötilan nostaminen ja laskeminen) kestää 8-16 tuntia.
3. Koneistus ja pintakäsittely: kaksinkertainen tavoite, tarkkuus ja hyödyllisyys
Monimutkaisten pintojen, kuten turbiinin siipien virtauskanavien, tarkka työstäminen voi kestää 20–40 tuntia käyttämällä viisi-akselista nivelkoneistuskeskusta. Osien, kuten kierrereikien ja liitospintojen, käsittely voi kestää ylimääräiset 5–10 tuntia. Hiekkapuhallus voi tehdä pinnasta nopeasti tasaisemman (Ra pienempi tai yhtä suuri kuin 3,2 μm), ja yhdestä kappaleesta kuluu vain 0,5–2 tuntia. Kemiallinen kiillotus voi saada pinnan näyttämään peililtä (Ra pienempi tai yhtä suuri kuin 0,2 μm), mutta se kestää 12–24 tuntia ja useita vaiheita (öljyn poisto, pesu hapolla ja passivointi). Värien sovitus, testaus ja paksuustestaukset ovat kaikki tarpeen anodisoinnissa (alumiiniseos) tai passivoinnissa (ruostumaton teräs) ja muissa korroosionestokäsittelyissä. Tämä prosessi kestää 1–3 päivää per tuote.
2, toimialaesimerkki: eri tilanteissa on erilaisia aikaeroja
1. Ilmailualalla pidentyneet syklit johtuvat äärimmäisestä suorituskyvystä.
SLM-teknologiaa käytetään polttoainesäiliön rungon tulostamiseen tietylle rakettimoottorille. Jälkikäsittelyprosessi kestää 94 tuntia (noin 4 päivää) ja sisältää HIP-käsittelyn (16 tuntia), CNC-työstön (30 tuntia) ja anodisoinnin (48 tuntia). Sen korkea prosenttiosuus johtuu siitä, että ankarissa tilanteissa on erittäin tiukat standardit väsymiskestolle (mikä tarkoittaa, että HIP:n on oltava 300 % parempi) ja pinnan eheydelle (mikä tarkoittaa, että suolasumutestausta on suoritettava yli 1000 tuntia).
2. Lääketieteellinen implanttikenttä: bioyhteensopivuus on tärkeintä
Mittatilaustyönä valmistettujen titaaniseoksesta valmistettujen lonkkanivelimplanttien-jälkikäsittely kestää yhteensä 44 tuntia (noin 2 päivää). Se sisältää tyhjiöhehkutuksen (12 tuntia), kiillotuksen (8 tuntia) ja steriilin pakkaamisen (24 tuntia). Vaikka ajanjakso on lyhyt, pinnan karheutta on säädettävä tiukasti (Ra < 0,1 μm) luukudoksen rasitusta suojaavien vaikutusten minimoimiseksi. Bioyhteensopivuustestaus (ISO 10993 -standardi) on myös tarpeen syklin pidentämiseksi.
3. Kulutuselektroniikan maailmassa massatuotanto vähentää yhden tuotteen valmistamiseen kuluvaa aikaa.
BJ-tekniikalla painetaan taitettavan näytön matkapuhelimen saranarulla. Jälkikäsittelyvaiheet- kestävät yhteensä 13 tuntia: lämpökäsittely (8 tuntia), hiekkapuhallus (1 tunti) ja pintapinnoitus (4 tuntia). Suuren tuotannon (yli 10 000 kappaletta erää kohden) ansiosta automatisoidut tuotantolinjat (kuten robottikiillotus) ovat lyhentäneet kunkin kappaleen määrittämiseen kuluvaa aikaa alle puoleen tuntiin, mikä on paljon lyhyempi aika kuin ilmailuteollisuudessa.
3, teknologiatrendi: älykkyys ja automaatio lyhentävät kiertoa
1. Prosessin innovaatiot vähentävät jälkikäsittelyn tarvetta-
Valvomaton tulostustekniikka (kuten aluetulostus ja kaksipuolinen jauhemaalaus) voivat vähentää tukirakenteiden määrää 40–60 prosenttia, mikä lyhentää tuen poistamiseen kuluvaa aikaa useista tunteista 0,5–1 tuntiin. In situ -lämpökäsittelyteknologia yhdistää hehkutusprosessin painolaitteistoon, mikä säästää aikaa osien siirtoon ja uunilataukseen ja lyhentää kiertoa yli 30 %.
2. Laitteiden päivittäminen nopeuttaa käsittelyä
Tekoälyllä toimiva -kiillotusrobotti voi mukauttaa käsittelyään voimanpalautteen ohjauksen perusteella ja lyhentää yksittäisen kappaleen kiillotukseen kuluvaa aikaa 2 tunnista 0,5 tuntiin. Viiden-akselin linkitystyöstökeskuksessa on online-tunnistusjärjestelmä, joka voi korjata työkalun reitin reaaliajassa, mikä vähentää työstönopeutta ja lisää monimutkaisen pintatyöstön tehokkuutta 50 %.
3. Yhteistyöprosessi teollisuusketjun parantamiseksi
Tulostuksen lämpökäsittelykoneistuksen integroidut laitteet, kuten EOS:n M400{4}}4-järjestelmä Saksasta, yhdistävät kaikki tulostuksen jälkeiset vaiheet yhdeksi alustaksi. Tämä vähentää osien siirtämiseen ja kiinnittämiseen kuluvaa aikaa ja lyhentää tuotantojaksoja 40 %. Pilvi{5}}pohjainen prosessitietokanta käyttää tekoälyalgoritmeja ehdottaakseen parasta parametrien yhdistelmää, mikä lyhentää uusien osien jälkikäsittelyratkaisujen keksimiseen kuluvaa aikaa päivistä tuntiin.