Чи вплине технологія пост{0}}обробки на цикл доставки?

一. Тип технології пост-обробки — це двосічний меч-складності та циклу.
Існує чотири типи методів пост{0}}обробки для 3D-друку металу: термічна обробка, обробка поверхні, механічна обробка та гаряче ізостатичне пресування (HIP). Кожна з цих процедур має дуже різний вплив на цикл пологів.

1. Термічна обробка: боротьба між витраченим часом і грошима та підвищенням продуктивності
Основний спосіб позбутися залишкової напруги та зробити матеріали кращими – термічна обробка, але важливий час, який на це потрібен. Наприклад, деталі з титанового сплаву Ti6Al4V потрібно відпалити при 800–900 градусах протягом 30–120 хвилин. З іншого боку, високотемпературний сплав Inconel 718 вимагає розчинення та старіння, що займає понад 10 годин. Якщо структура деталі складна або товщина стінки нерівномірна, вам потрібно змінити температурну криву в деталях, щоб збільшити час обробки. Певний проект сопла авіаційного двигуна продемонстрував, що деталі без термічної обробки витримали лише 2000 циклів, але після термічної обробки вони витримали 13000 циклів. Проте термічна обробка додала 30% циклу доставки.

2. Обробка поверхні: пошук правильного балансу між точністю та швидкістю
Метою обробки поверхні є покращення поверхні деталей, однак різні процедури працюють із дуже різною швидкістю. Ручне полірування залежить від навичок оператора, і обробка кожної деталі може зайняти години з поганою повторюваністю; Темп процесу піскоструминної обробки швидкий, однак дістатися до складних внутрішніх структур нелегко; Хімічне полірування може досягти мікрометрового рівня точності шляхом паралельного розчинення речей, але концентрацію розчину та час, необхідний для реакції, потрібно дуже ретельно контролювати. Хімічне полірування використовується певним виробником медичних імплантатів для згладжування поверхні пористого титанового сплаву від 6–12 мкм до 0,2–1 мкм, однак для обробки окремого шматка все одно потрібно 1–2 години.

3. Механічна обробка: «часова пастка» точної компенсації
Металеві 3D-друковані деталі часто потребують механічної обробки, щоб виправити помилки розмірів, але складно обробляти деталі зі складною структурою. Наприклад, внутрішній діаметр кожуха автомобіля з водяним{2}}охолодженням має бути в межах ± 0,01 мм. Це можна зробити за допомогою фрезерування з п’яти-осьовими зв’язками, яке займає від 4 до 6 годин, щоб виготовити одну деталь. Якщо деталі мають тонкі стінки або висять, необхідно зробити спеціальні кріплення, які ще більше збільшать час підготовки.

4. Гаряче ізостатичне пресування (HIP): «вартість часу» значного стрибка в продуктивності
HIP — важливий крок для позбавлення від внутрішніх пір і ущільнення, але він коштує багато грошей і займає багато часу. Для певного проекту аерокосмічної форсунки обробка HIP повинна проводитися під тиском 100 МПа та температурою 1200 градусів протягом 4 годин, причому температура піднімається та знижується, що означає, що кожен цикл обробки займає 12 годин. За допомогою HIP деталі служать у шість разів довше, але доставка займає на 50% довше.

2, Контроль параметрів процесу: пошук правильного балансу між точністю та циклом
Ключ до скорочення циклу доставки полягає в тому, щоб мати точний контроль над параметрами процесу пост{0}}обробки. Наприклад, якщо відхилення контролю температури при термічній обробці становить понад ± 10 градусів, це може призвести до того, що компоненти стануть більш грубими або випустять недостатнє навантаження, що означатиме, що їх потрібно буде переробити. Одна компанія встановила вдосконалену систему контролю температури, яка підтримує температуру термообробки в межах ± 5 градусів. Це скорочує час обробки кожного шматка на 20%.

Коли мова йде про обробку поверхні, концентрацію розчину хімічного полірування потрібно змінювати залежно від матеріалу та шорсткості поверхні деталей. Створивши технологічну базу даних, медична компанія змогла оптимізувати концентрацію хімічного полірувального розчину до 15–20%. Це скоротило час обробки одного виробу з 2 годин до 1 години та зберегло шорсткість поверхні нижче 0,4 мкм.

У механічній обробці те, наскільки добре працює програмування ЧПУ, безпосередньо впливає на цикл обробки. Певна компанія, яка виробляє автомобільні запчастини, запровадила-систему програмування за допомогою ШІ. Це скорочує час програмування з 4 годин до 1 години, а час обробки окремого виробу – з 6 до 4 годин.

3. Ефективність обладнання та персоналу: «основна підтримка» циклу доставки
На цикл доставки впливає продуктивність обладнання для-обробки та рівень компетентності операторів. Наприклад, типове обладнання HIP може нагрівати й охолоджувати лише зі швидкістю 50 градусів на годину, але сучасне обладнання швидкого нагріву HIP може робити це зі швидкістю 200 градусів на годину. Це скорочує час обробки однієї деталі на 60%. Після того, як певна авіабудівна компанія отримала обладнання швидкого нагріву HIP, її річна потужність переробки зросла з 500 деталей до 1500 штук, а час, необхідний для доставки, скоротився на 40%.

Що стосується навичок роботи з людьми, талановиті оператори можуть скоротити час, не пов’язаний з обробкою, зробивши процес більш ефективним. Наприклад, у механічній майстерні навчали операторів використовувати технологію «багатопроцесної інтегрованої обробки», яка об’єднувала деталі, які раніше потребували трьох процесів, в одну, скорочуючи час, необхідний для обробки одного виробу, з 8 годин до 5 годин.

4, Практика промисловості: типовий приклад для покращення циклів доставки
В аерокосмічній промисловості одна компанія використовує інтегровану виробничу лінію, яка включає «друк, термічну обробку, HIP і механічну обробку». Вони використовують моделювання процесу, щоб покращити параметри термообробки та скоротити час доставки з 30 до 18 днів. Час термічної обробки скоротили з 12 годин до 8 годин, а час HIP скоротили з 12 годин до 7 годин.
Певна ортопедична компанія в галузі медицини винайшла спосіб поєднання «хімічного полірування» та «механічної обробки», щоб зробити пористі імплантати з титанового сплаву більш гладкими, переходячи від 6–12 м до 0,2–1 м. Автоматичні полірувальні машини скоротили час обробки кожного виробу з 2 годин до 0,5 години, а цикл доставки скорочено на 60%.
В автомобільній промисловості компанія розробила -систему програмування за допомогою штучного інтелекту з п’яти-фрезерним обладнанням із зв’язками. Це скоротило цикл обробки автомобільних рукавів із водяним-охолодженням із шести годин до трьох. Весь цикл доставки скорочено з 15 днів до 9 через швидке-нагрівання обладнання HIP.