Jak zkontrolovat zablokované vnitřní kanály v 3D tištěných chladicích částech motoru?

Chladicí vložka vypadá perfektně. Rozměry odpovídají nákresu, povrch je čistý a do svítidla pasuje bez použití síly. Na zkušební stolici je průtok nižší, než se očekávalo, a teploty stoupají rychleji, než by měly. Teprve po rozříznutí dílu tým zjistí, že zbytkový prášek blokuje polovinu kanálu. Externí kontroly to nikdy nezachytily.

To se u komplexu děje pravidelněKovové 3D tištěné komponenty. Díl, který navenek vypadá dobře, může mít stále omezené nebo zablokované vnitřní kanály. U částí chlazení motoru, které jsou závislé na přesných cestách kapaliny, i částečné zablokování snižuje přenos tepla a zvyšuje riziko přehřátí. Tato příručka popisuje, proč dochází k ucpání, pět praktických způsobů, jak je najít, možnosti designu, které usnadňují čištění kanálů, a na co se zaměřit při výběru dodavatele.

Laserové práškové lůžko zanechá neroztavený prášek uvnitř jakéhokoli uzavřeného objemu. Tento prášek musí být po sestavení odstraněn. Pokud jsou kanály dlouhé, zakřivené nebo špatně orientované, je úplné odstranění obtížné.

Zachycený prášek v dlouhých nebo zakřivených kanálech

Prášek se usazuje v nízkých bodech, úzkých ohybech a vodorovných částech. Nejčastějšími problémovými oblastmi jsou kanály s vysokým-poměrem{2}}poměrů stran a kanály s vícenásobnými změnami směru. Stlačený vzduch a vibrace často vyčistí snadné části, ale materiál zanechají v nejhůře--dosažitelných místech.

Částečně slinutý prášek a drsnost povrchu

Dolů-povrchy často obsahují částečně roztavené částice. Tyto částice zvyšují drsnost povrchu-často o 20–50 µm Sa nebo vyšší na-povrchových plochách-a vytvářejí místní omezení. Samotná drsnost zvyšuje tlakovou ztrátu a snižuje chladicí výkon.

Podpora reziduí a trosek

Kanály, které nejsou samonosné-, mohou zanechat vnitřní podpěry nebo nečistoty (materiál, který se propadá do kanálu). Obojí vytváří trvalá omezení, která standardní čištění jen zřídka úplně odstraní.

Studie CT a zkušenosti z výroby potvrzují, že zbytkový prášek a nepravidelnosti povrchu zůstávají dvěma nejčastějšími vnitřními defekty při výrobě chladících komponentů s přísadami kovů.

Žádná metoda nepokrývá každou situaci. Vyberte si na základě složitosti kanálu, hodnoty dílu a požadované úrovně spolehlivosti.

Vizuální a boroskopická kontrola
Funguje pro krátké, rovné kanály s jasnými otvory. Boroskop může zachytit velké blokády v blízkosti konců. Nevidí do úzkých zatáček nebo hluboko do složitých sítí a často míjí dílčí omezení dále uvnitř.

Test průtoku vzduchu
Rychlý a levný screening. Vzduch prochází kanálem pod řízeným tlakem, zatímco se měří průtok nebo pokles tlaku. Velké odchylky od očekávaných hodnot rychle signalizují problém. Neuvádí blokaci ani plně nekvantifikuje dílčí omezení.

Test průtoku kapaliny a poklesu tlaku
Nejblíže skutečným provozním podmínkám. Chladicí kapalina nebo voda cirkulují při reprezentativních rychlostech a tlacích. Naměřený pokles tlaku a průtok jsou porovnávány s cíli návrhu nebo se známou -dobrou částí. Tato metoda zachycuje funkční problémy, které vizuální kontroly minou.

CT skenování
Nejspolehlivější-nedestruktivní možnost. Průmyslové CT vytváří celý 3D objem dílu a ukazuje zbytkový prášek, kolísání tloušťky stěny- a částečné ucpání kdekoli uvnitř kanálů. Může také porovnávat-postavenou geometrii přímo s modelem CAD. Pro komplexní konformní chladicí kanály je CT stále zlatým standardem.

Kontrola hmotnosti a stopování
Užitečné jako podpůrné důkazy. Neočekávaná hmotnost po čištění může indikovat zachycený prášek. Sledovací tekutiny někdy zvýrazňují omezené zóny, i když výsledky jsou méně definitivní než CT nebo správné průtokové testování.

Porovnání kontrolních metod

Prototypová fáze

V Prototypování 3D tisku SLM, začněte testováním průtoku vzduchu nebo kapaliny na každém prvním předmětu a poté přidejte CT skenování na kritické vzorky. Testování toku vám rychle řekne, zda návrh funguje. CT potvrzuje, že kanály jsou skutečně čisté a odpovídají zamýšlené geometrii. Včasné zachycení problémů šetří čas iterace.

Malá{0}}dávková a výrobní fáze

Stanovte si jasný plán vzorkování. Díly s vysokou-hodnotou nebo bezpečností-kritické části často procházejí 100% průtokovým testem nebo CT. Další části využívají statistické vzorkování s plnou dokumentací. Uchovávejte záznamy o průtoku, poklesu tlaku a výsledcích CT, aby byla každá šarže sledovatelná.

Většina problémů s blokováním začíná ve fázi návrhu. Praktická pravidla, která snižují riziko:

Udržujte průměry výrobních kanálů 1 mm nebo větší, pokud metody čištění a kontroly nejsou plně ověřeny pro menší velikosti.

Použijte samonosné průřezy- (slzový, kosočtverečný nebo eliptický) s úhlem převisu 45 stupňů nebo strmějším.

Vyhněte se ostrým ohybům; všude, kde je to možné, používejte velkorysé poloměry.

Přidejte vyhrazené otvory pro únik{0}} prášku nebo dočasné otvory, které lze po vyčištění utěsnit.

Nasměrujte směr hlavního kanálu tak, abyste pomohli odtékání prášku během a po stavbě.

Navrhněte přístupné vstupní a výstupní body, aby testování průtoku a kontroly boroskopem zůstaly praktické.

Tyto volby snižují riziko zbytkového prášku a činí čištění i kontrolu spolehlivější.

Když chladicí komponenta s konformními kanály dorazí do výroby, proces začíná přezkoumáním návrhu zaměřeným na odstranění prášku a kontrolu. Geometrie kanálu je kontrolována z hlediska samonosných{1}}prvků, únikových cest a orientace sestavení. Po tisku se aplikuje více-sekvence čištění-vibrace, stlačený vzduch a cílené proplachování-. První články pak procházejí průtokovým testováním následovaným CT skenováním, aby se potvrdila vůle a rozměrová přesnost. Jakýkoli zbytkový prášek nebo geometrická odchylka se zaznamená a použije k úpravě procesu před uvolněním výrobního množství. Kombinace zadání návrhu, řízeného čištění a volumetrického ověřování trvale snižuje šanci, že se zablokované kanály dostanou k zákazníkovi.

Ne každý dodavatel může dodat a ověřit čisté interní kanály. Při hodnocení výrobce kovového 3D tisku nebo továrny na 3D tisk SLM si položte tyto otázky:

Provádějí CT skenování nebo ekvivalentní volumetrickou kontrolu na interních kanálech?

Jsou s díly dodávány výsledky testu průtoku nebo poklesu tlaku-?

Dokážou zpracovat jak prototypy, tak i malé{0}}sériové nebo velkoobchodní kovové 3D tištěné díly s konzistentními kontrolními záznamy?

Poskytují konkrétní návrhovou zpětnou vazbu ohledně čistitelnosti kanálu namísto pouhého citování tisku?

Je technická komunikace jasná a včasná, když se objeví problémy?

Schopný dodavatel kovových 3D tištěných součástí na zakázku považuje odstraňování prášku a ověřování kanálů za základní procesní kroky. Hledejte důkazy o kontrolovaných čisticích postupech a zdokumentované schopnosti kontroly spíše než jen marketingová tvrzení.

Pokud vyvíjíte nebo získáváte součásti chlazení motoru s interními kanály, zašlete svůj soubor STEP k bezplatnému návrhu-pro-kontrolu výroby a kontroly. Kontrola označí rizika-odstranění prášku, navrhne změny orientace a geometrie a nastíní praktický plán kontroly pro prototypy i objemy výroby. Čisté vnitřní kanály jsou výsledkem záměrného návrhu, řízení procesu a ověřování-, nikoli automatickým výsledkem kovového 3D tisku.