Kuinka tarkistaa estyneet sisäiset kanavat 3D-tulostetuissa moottorin jäähdytysosissa?

Jäähdytysosa saapuu täydellisen näköiseksi. Mitat vastaavat piirustusta, pinta on puhdas ja sopii telineeseen ilman voimaa. Testipenkillä virtaus on odotettua pienempi ja lämpötilat nousevat nopeammin kuin pitäisi. Vasta leikattuaan osan auki, tiimi löytää jäännösjauhetta, joka tukkii puoli kanavaa. Ulkoiset tarkastukset eivät koskaan saaneet sitä kiinni.

Tämä tapahtuu säännöllisesti kompleksin kanssaMetalliset 3D-painetut komponentit. Ulkopuolelta hyvältä näyttävässä osassa voi silti olla rajoitettuja tai tukkeutuneita sisäisiä kanavia. Tarkoista nestereiteistä riippuvaisten moottorin jäähdytysosien osittaisetkin tukkeumat vähentävät lämmönsiirtoa ja lisäävät ylikuumenemisriskiä. Tämä opas käsittelee tukosten muodostumista, viisi käytännöllistä tapaa löytää ne, suunnitteluvalintoja, jotka helpottavat kanavien puhdistamista, ja mitä tulee ottaa huomioon toimittajaa valittaessa.

Laserjauhepetifuusio jättää fuusioitumatonta jauhetta mihin tahansa suljettuun tilavuuteen. Tämä jauhe on poistettava rakentamisen jälkeen. Kun kanavat ovat pitkiä, kaarevia tai huonosti suunnattuja, täydellinen poistaminen on vaikeaa.

Loukkuun jäänyt jauhe pitkissä tai kaarevissa kanavissa

Jauhe laskeutuu matalissa kohdissa, tiukoissa mutkissa ja vaakasuorissa osissa. Suuri-kuvasuhde-kanavat ja kanavat, joissa on useita suuntamuutoksia, ovat yleisimpiä ongelma-alueita. Paineilma ja tärinä poistavat usein helpot osat, mutta jättävät materiaalin vaikeimmin-saatettaviin-kohtiin.

Osittain sintrattu jauhe ja pinnan karheus

Alas{0}}päin osoittavat pinnat sisältävät usein osittain sulaneita hiukkasia. Nämä hiukkaset nostavat pinnan karheutta-usein 20–50 µm Sa tai enemmän -rakennettuilla ihoalueilla- ja luovat paikallisia rajoituksia. Pelkkä karheus lisää painehäviötä ja alentaa jäähdytystehoa.

Tukea jäämiä ja kuonaa

Kanavat, jotka eivät ole{0}}itsetukevia, voivat jättää sisäisiä tukia tai kuonaa (materiaalia, joka putoaa kanavaan). Molemmat luovat pysyviä rajoituksia, joita tavallinen puhdistus harvoin poistaa kokonaan.

CT-tutkimukset ja tuotantokokemus vahvistavat, että jäännösjauhe ja pinnan epätasaisuudet ovat edelleen kaksi yleisintä sisäistä vikaa jäähdytyskomponenttien metallilisäainevalmistuksessa.

Mikään yksittäinen menetelmä ei kata kaikkia tilanteita. Valitse kanavan monimutkaisuuden, osan arvon ja tarvitsemasi luottamustason perusteella.

Visuaalinen ja boreskooppitarkastus
Sopii lyhyille, suorille kanaville, joissa on selkeät aukot. Boreskooppi voi kiinnittää suuria tukoksia päiden läheltä. Se ei näe tiukkojen mutkien ympärille tai syvälle monimutkaisiin verkkoihin, ja se jättää usein huomiotta osittaiset rajoitukset kauempana sisällä.

Ilmavirran testi
Nopea ja edullinen seulonta. Ilmaa johdetaan kanavan läpi kontrolloidulla paineella samalla, kun virtausnopeutta tai painehäviötä mitataan. Suuret poikkeamat odotetuista arvoista ilmoittavat ongelman nopeasti. Se ei paikanna tukosta tai ilmaise osittaisten rajoitusten määrää.

Nesteen virtaus- ja painehäviötesti
Lähimpänä todellisia käyttöolosuhteita. Jäähdytysnestettä tai vettä kierrätetään edustavilla nopeuksilla ja paineilla. Mitattua painehäviötä ja virtausta verrataan suunnittelutavoitteisiin tai tunnettuun -hyvään osaan. Tämä menetelmä havaitsee toiminnalliset ongelmat, jotka visuaaliset tarkastukset huomaavat.

CT-skannaus
Luotettavin -tuhoamaton vaihtoehto. Teollinen CT rakentaa osasta täyden 3D-tilavuuden ja näyttää jäännösjauhetta, seinämän-paksuuden vaihtelua ja osittaisia ​​tukkeumia kaikkialla kanavien sisällä. Se voi myös verrata rakennettua geometriaa-suoraan CAD-malliin. Monimutkaisissa konformisissa jäähdytyskanavissa CT on edelleen kultastandardi.

Painon ja merkkiaineiden tarkastukset
Hyödyllinen todisteena. Odottamaton massa puhdistuksen jälkeen voi olla merkki jauheen juuttumisesta. Merkinnesteet korostavat joskus rajoitettuja alueita, vaikka tulokset eivät ole yhtä tarkkoja kuin CT tai oikea virtaustesti.

Tarkastusmenetelmien vertailu

Prototyyppivaihe

sisään SLM 3D-tulostuksen prototyypit, aloita ilman tai nesteen virtaustestauksella jokaisessa ensimmäisessä artikkelissa ja lisää sitten kriittisten näytteiden CT-skannaus. Flow-testaus kertoo nopeasti, toimiiko suunnittelu. CT vahvistaa, että kanavat ovat todella selkeät ja vastaavat suunniteltua geometriaa. Ongelmien varhainen havaitseminen säästää iterointiaikaa.

Pieni-erä- ja tuotantovaihe

Tee selkeä näytteenottosuunnitelma. Korkean-arvo- tai turvallisuus-kriittiset osat saavat usein 100 % virtaustestin tai CT:n. Muissa osissa käytetään tilastollista otantaa täydellä dokumentaatiolla. Pidä kirjaa virtausnopeuksista, painehäviöistä ja CT-tuloksista, jotta jokainen erä pysyy jäljitettävissä.

Useimmat tukosongelmat alkavat suunnitteluvaiheessa. Käytännön säännöt, jotka vähentävät riskiä:

Pidä tuotantokanavien halkaisijat vähintään 1 mm:nä, ellei puhdistus- ja tarkastusmenetelmiä ole täysin validoitu pienempiä kokoja varten.

Käytä itse-kannattavia poikkileikkauksia- (pisara-, timantti- tai elliptisiä), joiden ulkonemiskulma on 45 astetta tai jyrkempi.

Vältä jyrkkiä mutkia; käytä suuria säteitä aina kun mahdollista.

Lisää erityisiä jauheen-poistoaukkoja tai tilapäisiä aukkoja, jotka voidaan sulkea puhdistuksen jälkeen.

Suuntaa pääkanavan suunta jauheen valumisen helpottamiseksi rakentamisen aikana ja sen jälkeen.

Suunnittele esteetön sisään- ja ulostulopisteet, jotta virtaustestaus ja boreskooppitarkistukset pysyvät käytännöllisinä.

Nämä valinnat vähentävät jäännösjauheen riskiä ja tekevät sekä puhdistuksesta että tarkastuksesta luotettavampia.

Kun jäähdytyskomponentti konformisilla kanavilla saapuu tuotantoon, prosessi alkaa suunnittelutarkistuksella, joka keskittyy jauheen poistoon ja tarkastetavuuteen. Kanavan geometriasta tarkistetaan itse-tuettavat ominaisuudet, pakopolut ja rakenteen suunta. Tulostuksen jälkeen käytetään monivaiheista-puhdistusjaksoa-värähtelyä, paineilmaa ja kohdennettua huuhtelua-. Ensin artikkelit käyvät läpi virtaustestin, jota seuraa CT-skannaus puhdistuman ja mittatarkkuuden varmistamiseksi. Kaikki jäljelle jääneet jauheet tai geometriset poikkeamat kirjataan ja niitä käytetään prosessin säätämiseen ennen tuotantomäärien vapauttamista. Suunnittelusyötteen, kontrolloidun puhdistuksen ja tilavuustarkistuksen yhdistäminen vähentää jatkuvasti todennäköisyyttä, että tukkeutuneita kanavia tavoittaa asiakas.

Kaikki toimittajat eivät pysty toimittamaan ja varmistamaan puhtaita sisäisiä kanavia. Kun arvioit metallin 3D-tulostusvalmistajaa tai SLM:n 3D-tulostustehdasta, kysy nämä kysymykset:

Suorittavatko he TT-skannausta tai vastaavaa tilavuustarkastusta sisäisille kanaville?

Toimitetaanko virtaus- tai paineen{0}}pudotustestin tulokset osien mukana?

Pystyvätkö he käsittelemään sekä prototyyppejä että pieniä -erä- tai tukkukaupan metallisia 3D-tulostettuja osia yhdenmukaisin tarkastusrekisterein?

Antavatko he konkreettista suunnittelupalautetta kanavan puhdistettavuudesta sen sijaan, että vain lainaavat tulostetta?

Onko tekninen viestintä selkeää ja oikea-aikaista, kun ongelmia ilmenee?

Pysyvä räätälöityjen metallisten 3D-tulostettujen komponenttien toimittaja käsittelee jauheen poistoa ja kanavien todentamista prosessin ydinvaiheina. Etsi todisteita kontrolloiduista puhdistusmenetelmistä ja dokumentoidusta tarkastuskyvystä pelkkien markkinointivaatimusten sijaan.

Jos olet kehittämässä tai hankkimassa sisäisillä kanavilla varustettuja moottorin jäähdytyskomponentteja, lähetä STEP-tiedostosi ilmaisen suunnittelun-valmistusta ja tarkastusta varten-. Katsauksessa merkitään jauheen-poistoriskit, ehdotetaan suunnan ja geometrian muutoksia ja hahmotellaan käytännön tarkastussuunnitelma sekä prototyypin että tuotantomäärien osalta. Puhtaat sisäiset kanavat ovat seurausta tahallisesta suunnittelusta, prosessin ohjauksesta ja todentamisesta-ei automaattisen metallin 3D-tulostuksen tulos.