Як видалити внутрішні опорні структури під час пост-обробки?

一 Покращення конструкції опорної конструкції: перехід від «пасивного видалення» до «активного запобігання»
1. Розумний спосіб планування макета підтримки
Конструкції сітки або колони часто зустрічаються в традиційних опорних системах, хоча вони можуть залишати залишки порошку та шкодити поверхні. Сучасний дизайн допомагає оптимізувати макети за допомогою програмних алгоритмів, наприклад:
Діагональна опора: діагональна опора під кутом 45 градусів використовується для з’єднання деталей і друкарських платформ у складних конструкціях, таких як трубопроводи. Це зменшує кількість точок контакту та полегшує обробку-дописів.
Конструкція точки зламу: додавання елементів у формі пісочного годинника або-зуба на з’єднання між опорою та секціями для створення «контрольованого зламу» через попередньо-встановлені слабкі місця. Це запобігає поглибленню поверхні, яке може виникнути під час регулярного різання.
Підтримка регіоналізації: використання програмного забезпечення для збільшення проектованої площі опори та зосередження її на менш важливих областях (таких площинах замість поверхонь), що зменшує вплив на функціональні поверхні.
2. Стратегія диференціації матеріалів
Технологія електрохімічного видалення, запропонована Університетом штату Арізона, забезпечує «не-руйнівне видалення» шляхом вибіркової корозії опорних матеріалів (наприклад, вуглецевої сталі), зберігаючи основний корпус компонента (як нержавіюча сталь). Ця технологія повинна відповідати наступним критеріям:
Різниця в електрохімічному потенціалі між матеріалом основи та матеріалом компонента має бути більше 0,2 В. Розчин електроліту повинен мати високу селективність (наприклад, швидкість корозії вуглецевої сталі в системі азотна кислота + кисень повинна більш ніж у 100 разів перевищувати швидкість корозії нержавіючої сталі). Необхідно контролювати час реакції, щоб запобігти надмірній корозії.
2. Старий спосіб позбутися речей полягав у пошуку балансу між механічною обробкою та хімічною обробкою.
1. Технологія механічного видалення речей
Ручні інструменти, такі як кусачки, ножиці та напилки, добре працюють на простих конструкціях, але вони можуть подряпати поверхню деталей. Наприклад, під час зняття опори певної лопаті авіаційного двигуна залишок опори товщиною 0,5 мм необхідно відполірувати вручну, що може тривати до чотирьох годин на кожну частину.
Стрічкова пила та різання дроту: різання дроту електричним розрядом (EDM) може розділяти речі з дуже високою точністю, але це коштує багато. Швидкість різання стрічкової пилки зросла на 30%, але нижню площину потрібно знову обробити, щоб це виправити.
Обробка за допомогою піскоструминної обробки: використання-часток піску оксиду алюмінію під високим тиском для попадання на поверхню може одночасно видалити залишки опори та оксидні шари, але також може приховати дефекти, як-от мікротріщини.
2. Технологія хімічної корозії
Кислий розчин, як суміш фтористоводневої кислоти та азотної кислоти, може руйнувати опори з титанового сплаву. Однак температуру (менше 40 градусів за Цельсієм) і час (менше 15 хвилин) необхідно ретельно контролювати, інакше компоненти стануть грубішими на поверхні.
Розчин із основою. Розчин гідроксиду натрію добре підходить для основи-на основі алюмінію, але після цього його потрібно нейтралізувати, щоб зупинити водневу крихкість.
Електрохімічне полірування: цей процес видаляє залишки носія шляхом анодного розчинення та робить поверхню більш гладкою (значення Ra можна знизити до менш ніж 0,2 мкм), але обладнання досить дороге.
3, Fusion: автоматизоване рішення з використанням роботів і ШІ
1. Роботи на допомогу системі
Компанія Solukon у Німеччині створила систему SFM-AT800, яка використовує такі технології для автоматизованого видалення:
Керування багато{0}}осьовими ланками: 6-осьовий робот має ріжучі головки, кутові шліфувальні машини та інше обладнання, яке дозволяє працювати зі складними внутрішніми системами.
Зміна зворотного зв’язку за силою:-моніторинг сили різання в реальному часі (<5N) and automatic adjustment of feed speed to avoid damage to the part;
Модуль для переробки порошку: інтегрований пилосос негативного тиску, який переробляє 98% матеріалу, який збирає, що зменшує кількість відходів.
2. Удосконалення процесів-на основі ШІ
Система Rivelin Robotics NetShape у Великобританії використовує алгоритми машинного навчання:
Прогнозування дефекту: використовуйте минулі дані для побудови залишкової моделі розподілу, щоб ви могли завчасно спланувати найкращий спосіб усунення дефекту;
Адаптація інструменту: автоматично змінюйте параметри різання (швидкість, швидкість подачі) в залежності від твердості матеріалу (наприклад, Inconel 718 проти алюмінієвого сплаву);
Хороший замкнутий{0}}контроль: 3D-сканування може визначити шорсткість поверхні в режимі реального часу, і ви можете змінити час полірування на ходу.
4, Нові технології: від «видалення» до «непідтримуваного» виробництва
1. Дизайн для оптимізації топології
Використання такого програмного забезпечення, як Altair OptiStruct, може допомогти зробити конструкції міцнішими, одночасно зменшивши кількість необхідної підтримки. Оптимізація топології, наприклад, скоротила обсяг підтримки даного сателітного кронштейна на 60%, а час, потрібний для його обробки, на одну-третину від початкового розміру.
2. Технологія нанесення рідкого металу
Компанія ExOne у Сполучених Штатах розробила систему підтримки рідкого олова, яка заповнює область друку рідким металом. Після друку його нагрівають до 232 градусів, щоб розплавити олово та дати йому витекти, що називається «видаленням без залишків». Цей метод був використаний для виготовлення деталей літака з титанового сплаву, і він полегшив видалення опори в десять разів.
3. Друк за допомогою магнітного поля
Технологія магнітного порошку, розроблена MIT, використовує зовнішнє магнітне поле, щоб регулювати розподіл не-магнітного металевого порошку, створюючи тимчасову опорну структуру в підвішеній зоні. Після друку використовуйте зворотне магнітне поле, щоб порошок автоматично відірвався. Це добре працює з матеріалами, які реагують на магніти, включаючи сплави кобальту і хрому.
5, Проблеми та передовий досвід у галузі
1. Розбір типового випадку
В аерокосмічній промисловості GE Aviation скоротила час, необхідний для обробки паливних форсунок двигуна LEAP, з 72 до 8 годин шляхом автоматизації системи. Це дозволило збільшити річну виробничу потужність у 15 разів.
Stryker використовує техніку електрохімічного видалення для лікування чашок вертлюжної западини, яка знижує рівень залишкової підтримки з 3% до 0,05%. Це відповідає суворим стандартам FDA щодо вивільнення іонів металу.
2. Основні проблеми
Баланс витрат: повернення інвестицій в обладнання для автоматизації може зайняти до 5 років, а малі та середні-підприємства все ще виконують багато роботи вручну.
Обмеження щодо матеріалів: електрохімічну технологію можна використовувати лише з певними комбінаціями матеріалів, і вона має бути більш гнучкою;
Точне керування: навіть якщо більше неможливо підтримувати складні внутрішні системи, такі як канали охолодження, все одно потрібне фізичне втручання.