一, Základní post{0}}technologie zpracování a rozpis, jak dlouho to trvá
Post-zpracování kovového 3D tisku má pět hlavních fází: odstranění prášku, uvolnění napětí, zahřátí, obrábění a úprava povrchu. Množství času, který každý krok zabere, je do značné míry vázáno na výběr procesu.
1. Zbavit se prášku a oddělit části: jednoduché, ale zabere to spoustu času
Poté, co jsou kovové kusy vyrobeny v systému fúze práškového lože, je třeba zasypaný prášek vyjmout a prosít, aby mohl být znovu použit. Ruční čištění menších dílů trvá 1 až 2 hodiny, zatímco čištění velkých konstrukčních dílů, jako jsou lopatky leteckých motorů, trvá 3 až 5 hodin a vyžaduje speciální zařízení pro vysávání a ochranu proti vibracím. Řezání drátěným elektrickým výbojem je nejběžnějším způsobem oddělování dílů, avšak řezání a umístění složitých konstrukčních součástí, jako jsou vnitřní průtokové kanály, může trvat 4 až 8 hodin na kus. Řezání pásovou pilou je rychlé (10 až 30 minut na kus), ale funguje pouze u jednoduchých geometrických konstrukcí a může snadno vyvolat deformační zpevnění materiálu.
2. Snížení stresu a tepelné zpracování: důležité pro zajištění výkonu
Pokud se napětí uvnitř kovové vrstvy po vrstvě neuvolní, způsobí to ohnutí nebo dokonce zlomení součástí. Běžnou metodou je použití vakuové pece k žíhání dílů z titanové slitiny. Musí být udržovány při 650 stupních po dobu 4 hodin, poté ochlazeny na pokojovou teplotu po dobu 6–8 hodin, takže celková doba cyklu je více než 10 hodin. Naproti tomu díly z vysokoteplotní slitiny je třeba zahřát na 1200 stupňů, držet po dobu 6 hodin a chladit déle než 12 hodin. Izostatické lisování za tepla (HIP) dokáže zbavit pórů i napětí současně, ale zařízení je drahé a každý cyklus zpracování (který zahrnuje zvýšení a snížení teploty) trvá 8 až 16 hodin.
3. Obrábění a povrchová úprava: dvojí cíl přesnosti a užitečnosti
Přesné obrábění komplikovaných povrchů, jako jsou průtokové kanály turbínových lopatek, může trvat 20 až 40 hodin pomocí pětiosého spojovacího obráběcího centra. Zpracování prvků, jako jsou závitové otvory a protilehlé povrchy, může trvat dalších 5 až 10 hodin. Pískování může rychle vyhladit povrch (Ra menší nebo rovno 3,2 μm) a jeden kus zabere pouze 0,5–2 hodiny. Chemické leštění může způsobit, že povrch vypadá jako zrcadlo (Ra menší nebo rovno 0,2 μm), ale trvá 12 až 24 hodin a několik kroků (odstranění oleje, omytí kyselinou a pasivace). Při eloxování (hliníková slitina) nebo pasivaci (nerezová ocel) a dalších antikorozních úpravách je zapotřebí sladění barev, testování a testování tloušťky. Tento proces trvá 1 až 3 dny na položku.
2, Příklad odvětví: různé situace mají různé časové nesrovnalosti
1. V oblasti letectví jsou prodloužené cykly způsobeny extrémním výkonem.
Technologie SLM slouží k potisku rámu palivové nádrže pro konkrétní raketový motor. Post-proces zpracování trvá 94 hodin (přibližně 4 dny) a zahrnuje ošetření HIP (16 hodin), CNC obrábění (30 hodin) a eloxování (48 hodin). Jeho vysoké procento je způsobeno tím, že drsné situace mají velmi přísné normy pro únavovou životnost (což znamená, že HIP musí být o 300 % lepší) a integritu povrchu (což znamená, že testování v solné mlze musí být prováděno po dobu více než 1000 hodin).
2. Oblast lékařských implantátů: biokompatibilita je nejdůležitější věcí
Následný{0}}proces zpracování implantátů kyčelních kloubů vyrobených na míru z titanové slitiny trvá celkem 44 hodin (asi 2 dny). Zahrnuje vakuové žíhání (12 hodin), leštění (8 hodin) a sterilní balení (24 hodin). I když je doba krátká, drsnost povrchu musí být přísně regulována (Ra < 0,1 μm), aby se minimalizovaly účinky stínění kostní tkáně proti stresu. Pro prodloužení cyklu je také potřeba testování biokompatibility (norma ISO 10993).
3. Ve světě spotřební elektroniky hromadná výroba zkracuje čas potřebný k výrobě jednoho předmětu.
Pomocí technologie BJ je vytištěn svitek pantu mobilního telefonu se skládací obrazovkou. Kroky po-zpracování zaberou celkem 13 hodin: tepelné zpracování (8 hodin), pískování (1 hodina) a povrchová úprava (4 hodiny). Kvůli velké produkci (více než 10 000 kusů na šarži) zkrátily automatizované výrobní linky (například robotické leštění) čas přidělení každého kusu na méně než půl hodiny, což je mnohem kratší doba než v leteckém průmyslu.
3, Technologický trend: Inteligence a automatizace zkracují cyklus
1. Inovace procesů snižuje potřebu následného{1}}zpracování
Technologie tisku bez dozoru (jako je plošný tisk a oboustranné{0}}práškové lakování) může snížit množství podpůrných struktur o 40 % až 60 %, což zkracuje dobu potřebnou k odstranění podpory z několika hodin na 0,5 až 1 hodinu. Technologie tepelného zpracování in situ kombinuje proces žíhání s tiskařským zařízením, což šetří čas na přesun součásti a nakládání do pece a zkracuje cyklus o více než 30 %.
2. Modernizace zařízení urychluje zpracování
Leštící robot-poháněný umělou inteligencí dokáže přizpůsobit své zpracování na základě silové zpětné vazby a zkrátit tak čas potřebný k vyleštění jednoho kusu ze 2 hodin na 0,5 hodiny. Pět{4}}osé spojkové obráběcí centrum má online detekční systém, který dokáže korigovat dráhu nástroje v reálném čase, snižuje rychlost přepracování a zvyšuje efektivitu komplexního obrábění povrchu o 50 %.
3. Proces spolupráce na zlepšení průmyslového řetězce
Integrované zařízení pro tepelné zpracování tisku, jako je systém EOS M400-4 z Německa, spojuje všechny kroky po tisku do jedné platformy. To zkracuje dobu potřebnou k pohybu a upnutí dílů a zkracuje výrobní cykly o 40 %. Databáze procesů založená na cloudu- využívá algoritmy umělé inteligence k navržení nejlepší kombinace parametrů, což zkracuje dobu potřebnou k vymýšlení řešení pro následné zpracování nových dílů ze dnů na hodiny.