İnce-Metal 3D Baskılı Motor Parçalarında Distorsiyon Nasıl Önlenir?

Hafif bir giriş bileşenini veya ince{0}}duvarlı motor gövdesini tamamlayıp Metal 3D Baskıya gönderiyorsunuz ve parça, 0,2–0,3 mm eğrilmiş kritik bir duvarla geri geliyor. Artık düz durmuyor veya eşleşen parçalarla hizalanmıyor. Bu durum, ince-duvarlı metal katkılı parçalarda, özellikle de kalan gerilimin başlangıçtan itibaren yönetilmediği durumlarda düzenli olarak meydana gelir.

Bozulma gizemli değildir. Bu öngörülebilir termal davranıştan kaynaklanır ve kontroller de öngörülebilirdir. Aşağıda bunun neden oluştuğuna ve ince-duvarlı motor bileşenlerini kullanılabilir tolerans dahilinde tutmak için gerçekte neyin işe yaradığına dair pratik bir bakış bulunmaktadır.

İnce-Duvar Metal Parçaları Neden Eğilir?

DMLS veya SLM'de, lazer küçük hacimli bir tozu yüksek sıcaklıkta eritir ve ardından malzeme son derece hızlı bir şekilde soğur. Çevredeki toz ve katılaşmış metal çok daha soğuk kalır. Bu dik sıcaklık farkı artık stres yaratır.

İnce duvarlar en çok zarar görür çünkü sertliği düşüktür ve ısının kaçması için sınırlı yollara sahiptirler. Üç sorun tekrar tekrar ortaya çıkıyor:

Tekrarlanan erime-soğuma döngüleri tarafından kilitlenen artık gerilim

Çok zayıf veya kötü yerleştirilmiş destekler, böylece parça soğurken şeklinin dışına çıkabilir

Termal enerjiyi yeterince hızlı bir şekilde dağıtamayan ince bölümlerde ısı birikmesi

Bu faktörler bir araya geldiğinde, CAD modelinde mükemmel görünen bir duvar, montaj yüzeylerini veya sızdırmazlık yüzeylerini tolerans dışı bırakacak kadar kolayca hareket edebilir.

Önce duvar tasarımını doğru yapın
Düzgün kalınlık, kalından inceye ani sıçramalardan daha iyi davranır. Kritik olmayan alanlara hafif kaburga veya fileto eklemek-genellikle ağırlık hedefini bozmadan yapım sırasında sertliği artırır. Büyük, düz, desteklenmeyen açıklıklar sık ​​karşılaşılan sorun bölgeleridir-bunları parçalayın veya uygun şekilde destekleyin. Bunlar, uygulanabilir ince duvarlı metal 3D baskı tasarım yönergelerinin temelleridir.

Parçayı stresi göz önünde bulundurarak yönlendirin
Kritik ince duvarlar için dikey veya açılı yönlendirmeler genellikle herhangi bir anda eriyen alanı azaltır ve artık gerilimin yoğunlaştığı yeri değiştirir. Yönlendirme aynı zamanda hangi yüzeylerin destek işaretlerini taşıyacağına da karar verir, bu nedenle işlevsel yüzlere önceden dikkat edilmesi gerekir.

Destekleri hem bağlantı noktası hem de ısı yolu olarak kullanın
Destekler yalnızca parçanın düşmesini engellemek için orada değildir. Yüksek-gerilim bölgelerinde, çekme kuvvetlerine direnmek ve ısıyı iletmek için yeterli-kesitlere ihtiyaçları vardır. Eşit derecede ince destekler genellikle tam olarak en önemli yerlerde başarısız olur.

Parametreleri kontrol edin ve mümkün olduğunda ön ısıtmayı kullanın
Belirli alaşım ve makine için kararlı, doğrulanmış parametre setleri, sürekli düzeltmelerden daha önemlidir. Alt tabakanın ön ısıtılması, eriyik havuzu ile parçanın geri kalanı arasındaki sıcaklık farkını azaltır ve bu da doğrudan artık gerilimi azaltır.

Parça hâlâ plaka üzerindeyken-gerilmeyi azaltın
Bu tek adım, son aşamadaki- çarpıklıkların büyük bir kısmını önler. Isıl işlem, baskıyı hafifletirken baskı plakası geometriyi korur. Parçanın önce serbest bırakılması ve ardından ısıl-işlem uygulanması, parça makinede iyi göründükten sonra distorsiyonun ortaya çıkmasının yaygın bir nedenidir.

Ti-6Al-4V gibi titanyum alaşımları, birçok çelik veya alüminyum alaşımıyla karşılaştırıldığında ısıyı zayıf şekilde iletir. Isı daha uzun süre lokal olarak kalır, dolayısıyla artık stres daha yüksek olabilir. Aynı kontrol yöntemleri ({6}}düşünceli tasarım, yönlendirme, sağlam destekler, parametre disiplini ve plakaya bağlı stres giderme) doğrudan Titanyum Alaşımları 3D Baskılı Tıbbi İmplantlar için de geçerlidir. Bu parçalar aynı zamanda ince duvarlara, karmaşık kafeslere ve boyutsal kayma için sıfır alana sahiptir. İnce duvarlı motor bileşenlerinde kazanılan deneyim, tıbbi implant çalışmalarına iyi bir şekilde aktarılır ve bunun tersi de geçerlidir.

Metal 3D Baskı size neredeyse-nete yakın bir şekil verir. Genellikle sızdırmazlık yüzeyleri, dayanma yüzeyleri veya hassas montaj noktalarında son toleransları sağlamaz. Bu özellikler neredeyse her zaman CNC işlemeye ihtiyaç duyar. Aynı hibrit yaklaşım, Hassas CNC ile İşlenmiş Tıbbi Ürünler için standarttır: katmanlı üretim, karmaşık geometriyi yaratır ve CNC, kritik yüzeyleri spesifikasyona getirir. Yazdırılan işlenmemiş parçanın ana yüzlerde uygun işleme stoğuyla tasarlanması, kombinasyonun verimli olmasını sağlar.

İnce-duvarlı titanyum alaşımlı motorla-ilgili bir bileşende, ilk sürümlerde desteğin çıkarılmasından sonra montaj yüzeyinde yaklaşık 0,25 mm'lik eğrilme görüldü. Etkilenen bölgedeki duvar kalınlığı 1,5 mm'nin altındaydı ve orijinal yönelimi geniş bir yatay açıklık bırakıyordu.

Gözden geçirilmiş yaklaşım, daha düzgün duvar geçişlerini, ilave yerel sertleştirmeyi, daha iyi bir yapı yönlendirmesini, yüksek-gerilme bölgesinde daha güçlü destekler, hâlâ yapı plakasına bağlıyken gerilimin azaltılmasını ve kritik yüzeyde kasıtlı işleme stokunu içeriyordu. CNC son işlemden sonra montaj yüzeyi gerekli toleransa geldi ve parça sorunsuz bir şekilde monte edildi. İyileşme, tasarım, proses, ısıl işlem ve işlemenin ayrı adımlar yerine tek bir sistem olarak ele alınmasından kaynaklandı.

Her metal 3D baskı üreticisi veya metal 3D baskı fabrikası, ince duvar işlerini-aynı derecede iyi bir şekilde gerçekleştiremez. Yararlı sinyaller şunları içerir:

İnce duvar geometrileri ve gerçekte kullandığınız alaşımlar- konusunda kanıtlanmış deneyim

-Şirket içi veya yakından bağlantılı stres giderme-, gerektiğinde HIP yeteneği ve CNC sonlandırma

Uygun inceleme araçları ve kalan-stres etkilerini kontrol etme alışkanlığı

Tek-parametre tahmini yerine belgelenmiş süreç kontrolü

Prototipten küçük-toplu veya toptan özel metal 3D baskılı parçalara, kalite kaybı olmadan-geçme yeteneği

Bozulma riskini ve tasarım ayarlamalarını erkenden tartışan bir mağaza, genellikle parça başına fiyat veren bir mağazadan daha güvenilirdir.