MJF проти ЧПК: що краще для автомобільних прототипів?

Деталі PA12, виготовлені за допомогою HP Multi Jet Fusion, не працюють однаково в усіх напрямках. Подовження при розриві становить близько 17 % у площині XY, але падає приблизно до 9 % уздовж осі Z - ця деталь важливіша, ніж у більшості порівняльних статей, особливо коли розглядається деталь із замиканням-, яка має витримати повторне згинання під час циклу перевірки. Правильна орієнтація збірки, а не просто вибір MJF замість ЧПК, часто визначає, чи справді прототип поводиться як виробнича частина, яку він має представляти.

Ця відмінність є корисною відправною точкою для порівняння 3D-друку MJF і обробки з ЧПК для автомобільних прототипів, оскільки справжнє рішення полягає не лише в тому, «який процес кращий» -, а в тому, який процес, побудований правильно, дає вам деталь, якій ви можете довіряти для тесту, який ви збираєтеся провести.

Незалежні таблиці даних HP показують стандарт PA12 (через Multi Jet Fusion) на таких цифрах:

Дві цифри в цьому списку заслуговують на більше уваги, ніж зазвичай. По-перше, розподіл подовження XY/Z означає, що функція-підгонки або рухомої-шарнір працює по-різному залежно від того, чи вісь гнучкості надруковано в-площині чи через шари - виноски орієнтації мають бути частиною пакета креслення, а не залишатися позаплановою думкою для друкарні. По-друге, показники HDT показують значний розрив між випадками навантаження 0,45 МПа та 1,8 МПа, що актуально для-кронштейнів під капотом, які відчувають як вплив навколишнього тепла, так і механічне навантаження одночасно; деталь, яка добре розміщується біля нагрітого моторного відсіку, може поводитися по-іншому, якщо вона також несе попереднє натяг кріплення.

HP також повідомляє, що її система високого повторного використання порошку PA12 повертає приблизно 80% придатного для використання надлишку порошку на збірку порівняно з нижчими показниками повторного використання, типовими для селективного лазерного спікання, що частково пояснює, чому витрати на -деталь MJF залишаються низькими, навіть коли ітерації дизайну накопичуються.

Усе це не робить MJF універсальною заміною. ЧПК залишається кращим рішенням, коли:

Частина є металом або спеціальним пластиком поза стандартним набором матеріалів MJF (певні марки PEEK, ацеталь/делрін, високо-температурні спеціальні смоли)

Допуски мають бути більшими, ніж приблизно ±0,1–0,2 мм, або ущільнювальна/опорна поверхня має бути оброблена -точно

Геометрія досить проста та блокова, тому видалення матеріалу - і, отже, тривалість циклу - залишаються низькими незалежно від процесу

Можливий метод виробництва – ЧПК, і перші деталі повинні якомога точніше відстежувати обробку поверхні та поведінку розмірів цього процесу.

Типовий досяжний допуск для MJF становить приблизно ±0,2–0,3 мм для помірних розмірів деталей і має тенденцію до розширення на більших або тонкостінних-геометріях, оскільки точність розмірів порошкового-ліття обробляє масштаби з розміром деталей таким чином, як це зазвичай не відбувається при механічній обробці. Якщо сполучуваний інтерфейс має щільно прилягати до наявного металевого компонента, зазвичай це робота з ЧПК або деталь MJF із механічно обробленою опорною поверхнею, доданою пізніше.

Враховуючи наведений вище розрив подовження XY/Z, практична вказівка ​​для консольних фіксаторів-полягає в тому, щоб орієнтувати напрямок згинання в площині XY усюди, де це дозволяє компонування конструкції - саме там PA12 має більший запас подовження перед розтріскуванням під час повторного зачеплення. З-механічні фіксатори з ЧПК повністю уникають цього питання орієнтації, але зазвичай виробництво коштує дорожче, оскільки тонкі консольні елементи вимагають ретельного планування траєкторії інструменту та несуть реальний ризик відхилення інструменту або тріскання під час останніх проходів.

Для внутрішніх затискачів, фіксаторів дротів-проводів і кришок датчиків, які проходять десятки циклів підключення/від’єднання під час програми перевірки, це часто є вирішальним фактором на користь MJF - не лише швидкості виготовлення, але й здатності підтримувати постійну втомну поведінку у вкладеній партії деталей з одного тиражу. Це також те, чому більшість-пишутьMJF 3D Printing Plastic Snap-fitsсходяться на тій самій пораді: спочатку правильно орієнтуйтеся, а про все інше подбає поведінка матеріалу щодо втоми.

Секції повітрозабірника, кожухи охолоджувальної рідини та інші геометричні форми повітроводів – це місце, де процес шару порошку-заслуговує на себе: нерозплавлений порошок усередині закритого каналу діє як власна опора, тому колектор, для якого потрібен цех з ЧПК, щоб розділити на дві половини та з’єднати - або вимагати багато-роботі-плюс EDM для внутрішніх елементів -, можна друкувати як єдине ціле. Пост-обробка (струминна обробка або парове згладжування) зазвичай призводить до стану обробки внутрішньої поверхні, придатного для тестування на текучість і герметичність без додаткових проходів механічної обробки. Обговорення 3D-друк MJF повітрозабірних колекторівзазвичай зосереджуються на цій єдиній-компонентці як головній перевагі, і це справедливо -, але вологість-точка кондиціонування нижче має значення для частини, яка має підтримувати потік-критичного внутрішнього діаметра.
 

Компроміс-вартий уваги: ​​поглинання вологи близько 1,5% при насиченні означає, що деталь, залишена у вологому середовищі цеху тижнями до перевірки придатності, може зібрати достатньо води, щоб трохи вийти за межі вузького внутрішнього-діаметра. Для-критичних геометрій потоку варто кондиціонувати деталі при контрольованій вологості протягом 24–48 годин перед остаточним вимірюванням, так само, як це роблять базові методи тестування ASTM.
 

Кронштейни, які об’єднують численні функції, корпуси датчиків і електроніки, а також пристосування для-підлоги в магазині, як правило, слідують тій самій моделі, що й приклади-застібок і повітроводів - у ширшому випадку для Автозапчастини з 3D-друком MJF зазвичай зводиться до тих самих трьох змінних: геометрія надто складна для економічної обробки, обсяги надто малі, щоб виправдати інструменти, і терміни перевірки, які вимірюються днями, а не тижнями.

Поставте потенційному постачальнику два запитання, які виходять за рамки стандартної розмови «чи можете ви надрукувати це»: який відсоток первинного порошку вони додають у кожну конструкцію та чи відстежують дані про -позицію збірки для кожної деталі. Співвідношення повторно використаного-порошку впливає на механічну консистенцію від партії до партії, і майстерня, яка може сказати вам, де в робочій камері знаходилася ваша деталь - і, отже, яку термічну історію вона мала -, краще пояснити розмірне або механічне відхилення, якщо воно з’явиться під час тестування.

Для конкретної деталі найшвидший спосіб провести порівняння – це надіслати той самий файл STEP - із позначками про орієнтацію та критичні-допуски, позначеними -, як до служби MJF, так і до цеху з ЧПК, і порівняти котирування з тим, що кожен процес може фактично утримувати щодо функцій, які важливі для вашого тесту.