Které díly obvykle vyžadují sekundární obrábění?

一, Sekundární potřeby obrábění, které vycházejí ze základních funkcí
1. Těsnicí plocha a protilehlá plocha
Těsnící povrch: Těsnicí povrch musí být schopen zvládnout vysokotlaké-kapaliny (jako je hydraulický olej a plyn) v místech, jako jsou tělesa hydraulických ventilů a spalovací komory plynových turbín. Aby se zabránilo únikům, musí být drsnost povrchu udržována pod Ra0,4 μm. Například těsnicí povrch 3D-potištěného těla ventilu z titanové slitiny palivového čerpadla leteckého motoru potřebuje CNC řezání, aby se zbavil neroztavených částic prášku, aby dobře lícoval s pryžovým těsnicím kroužkem.
Chcete-li dosáhnout přesnosti úrovně IT5-IT6, je třeba vybrousit nebo vybrousit odpovídající povrchy, jako jsou povrchy záběru ozubených kol, montážní otvory ložisek a podobně. Po 3D tisku určitého druhu redukčního planetového kola se drsnost povrchu zubů změní z Ra6,3 μm na Ra0,8 μm a hluk se sníží o 15 dB díky silnému soustružení a broušení.
2. Systém závitů a otvorů
Závit: 3D tištěné závity mají často neúplné profily zubů kvůli přilnavosti prášku, proto je třeba je závitovat nebo válcovat. Například po 3D tisku je třeba závity kostních šroubů v lékařských implantátech upevnit závitníkem, aby se zajistilo, že těsně přiléhají ke kostní tkáni.
Systém děr: Aby se zajistilo, že hluboké díry a díry, které se navzájem kříží, jsou koaxiální, je třeba je vyvrtat a vystružovat. Například chladicí otvory na disku turbíny leteckého motoru jsou řízeny s přesností ± 0,02 mm od odchylky apertury pomocí kombinace technologií 3D tisku a elektroerozivního obrábění (EDM).
3. Kanály pro světlo a tekutiny
Leštění optických povrchů, jako jsou laserové reflektory a infračervená okna, na povrchovou přesnost λ/10 (vlnová délka 632,8 nm) vyžaduje ultra-přesnost. Například určitý druh satelitního optického držáku je vyroben 3D tiskem a poté pomocí magnetoreologického leštění, aby se zbavil povrchových zvlnění, aby vyhovoval potřebám vesmírných optických systémů.
Elektrochemické leštění (ECP) je potřebné k odstranění otřepů na vnitřních stěnách mikrokanálových výměníků tepla, palivových trysek a dalších tekutinových kanálů. Tím je proudění méně odolné. Palivová tryska motoru LEAP od GE Aviation například obsahuje 3D-vytištěnou vnitřní trasu proudění, která byla ošetřena ECP. Díky tomu se velikost částic rozprašování paliva zmenšila o 30 % a účinnost spalování byla o 5 % vyšší.
2, Potřeba dalšího obrábění kvůli omezením procesu
1. Drsnost povrchu je vyšší než normálně.
Společná místa: styčná plocha nosné konstrukce, převislá plocha a velká rovina. Kontaktní povrch nosné struktury 3D-potištěného acetabulárního kalíšku z titanové slitiny má drsnost Ra12 μm, protože na něm ulpívá prášek. Aby se snížilo opotřebení kostní tkáně, je třeba ji obrousit brusným pásem na Ra1,6 μm.
Podpora dat: Proces SLM tiskne na povrch slitinu Inconel 718 s drsností Ra8–15 μm. Po frézování se tato drsnost sníží na Ra0,8–1,6 μm a trojnásobně se prodlouží únavová životnost.
2. Nedostatečná rozměrová přesnost
Důležitá měření zahrnují clonu, šířku štěrbiny, rozdíl výšky kroku a tak dále. Například určitý typ drážky čepu turbínové lopatky má toleranci šířky ± 0,05 mm, ale po 3D tisku je odchylka ± 0,2 mm, což je nutné opravit řezáním drátem (WEDM).
V případě vodicích lopatek plynové turbíny Siemens Energy se používá 3D tisk a pětiosá technologie frézování spojů, aby se odchylka tloušťky tvaru lopatky udržela pod ± 0,05 mm, což zlepšuje účinnost proudění vzduchu o 2 %.
3. Oprava defektů uvnitř
Existují různé druhy defektů, jako je pórovitost, nedostatek fúze, praskliny a tak dále. Pokud například rentgenové vyšetření ukáže závady, které jsou horší než normální u důležitých nosných-částí leteckých konstrukcí, je třeba je opravit vrtáním, svařováním a obráběním. Po odstranění závad lokálním frézováním je 3D vytištěná část vnějšího válce podvozku určitého typu letadla fixována svařováním elektronovým paprskem. Poté se tepelným zpracováním zbaví zbytkového pnutí.
3, Příklady, jak se průmysl používá a jak se používá v reálném životě
1. Oblast letectví
Části motoru: Rolls Royce UltraFan ® Rám ventilátoru motoru je vyroben z 3D-tišené titanové slitiny a má instalační otvory, které je třeba vyvrtat, aby byly v souladu s ložisky. To snižuje hodnoty vibrací o 40 %.
Konstrukční součásti satelitu: 3D-tištěné díly z hliníkové slitiny určitého typu držáku satelitu. Zbytky podpěry byly odstraněny pomocí CNC obrábění, díky kterému byly díly o 15 % lehčí a přitom stále splňovaly standardy vakuového těsnění-pro prostorové třídy.
2. Implantáty pro lékařské použití
Personalizovaný kloub: Chcete-li získat hladkost Ra0,2 μm na povrchu kondylu femuru implantátu kolenního kloubu vytištěného na 3D tiskárně Johnson & Johnson DePuy Synthes, musí být povrch zbroušen s extrémní přesností. Díky tomu se kostní cement méně rychle opotřebovává.
Zubní implantáty: Implantáty z titanové slitiny tištěné 3D-od společnosti Nobel Biocare vyžadují mikrofrézování, aby se zbavily prášku, který ulpívá na kořenech nití. Díky tomu jsou zpočátku o 25 % stabilnější.
3. Nástroje pro energetiku
Ventily pro jadernou energii: Ventily ze slitiny na bázi niklu- vyrobené společností China National Nuclear Corporation vyžadují laserové opláštění a broušení, aby nedocházelo k jejich úniku při vysoké teplotě 650 stupňů . Vydrží dvakrát déle než běžné odlitky.
Bipolární deska palivového článku: 3D-potištěná bipolární deska z nerezové oceli pro palivový článek Toyota Mirai potřebuje chemické leptání a leštění průtokového kanálu, aby se snížil kontaktní odpor z 10 m Ω· cm ² na 1 m Ω· cm ². Díky tomu je systém o 8 % efektivnější.