"Nazaj smo dobili čudovite dele -, vendar brez papirologije. Zdaj ne moremo dokazati, da ustrezajo specifikacijam."
Zveni znano? Če ste nabavili kovinske dele za 3D-tiskanje za vesoljske, medicinske, obrambne ali visoko{1}}zmogljive industrijske aplikacije, ste verjetno že doživeli to frustracijo. Komponente so na površini videti popolne. Prispejo pravočasno. Ko pa vaša skupina za kakovost ali regulator zahteva celotno sled korakov obdelave po-kovinskem 3D-tiskanju, je tišina oglušujoča. Nenadoma ti "lepi" deli postanejo drag glavobol - zamude pošiljk, neuspešne revizije ali popolne zavrnitve.
V današnjih reguliranih dobavnih verigah ni lepo imeti-dokumentacije po obdelavi--. To je tihi prelomilec poslov, ki loči zanesljive partnerje v tovarni za proizvodnjo kovinskih dodatkov od tveganih. Podatki iz industrije kažejo, da velik del zavrnitev industrijskih delov v napredni proizvodnji izhaja iz vrzeli v evidencah procesov, zlasti okoli termične obdelave in končne obdelave. Za kupce, ki iščejo natančnost v postopku 3D tiskanja SLM ali 3D tiskanju medeninastih delov, lahko preskok celotne dokumentacije obetaven prototip spremeni v drag odpadek.
Pri podjetju Sunhingstones smo kot proizvajalec medeninastih delov za 3D-tiskanje in veleprodajni dobavitelj kovinskih 3D-natisnjenih delov večkrat videli to težavo. Zato obsežne zapise obravnavamo kot standard - in ne dodatek-. V tem priročniku bomo razčlenili, kaj natančno vključuje naknadna-obdelava kovinskega 3D-tiskanja, zakaj o dokumentaciji ni več-pogajalske možnosti, kaj mora vsebovati celoten paket in kako pravilno preveriti dobavitelje. Potopimo se noter.
Kaj točno je naknadna-obdelava pri 3D-tiskanju kovin?
Kovinsko 3D-tiskanje, zlasti s tehnologijami fuzije s prašno posteljo, kot je SLM (selektivno lasersko taljenje), ne proizvede dela, pripravljenega-za-uporabo, takoj z gradbene plošče. Postopek ustvarja edinstvene izzive, ki zahtevajo strukturirano verigo po-obdelave.
MedPostopek 3D tiskanja SLM, visoko{0}}zmogljiv laser selektivno tali kovinski prah plast za plastjo v inertni atmosferi. To hitro taljenje in ohlajanje ustvarja znatne preostale napetosti, potencialno poroznost in hrapavo površino (pogosto z delno staljenimi delci). Podporne strukture so skoraj vedno potrebne za preprečitev zvijanja ali zrušitve, zlasti pri zapletenih geometrijah.
Popolnoma kovinski 3D-tiskanje-obdelovalni koraki običajno vključujejo:
Odstranjevanje prahu in podpore: odvečni prah se očisti (pogosto reciklira), podpore pa odrežemo mehansko ali z EDM/žičnim rezanjem.
Lajšanje napetosti: nadzorovana toplotna obdelava za zmanjšanje notranjih napetosti in preprečevanje deformacij ali razpok.
Vroče izostatično stiskanje (HIP): Visoka temperatura in tlak v okolju inertnega plina za zapiranje notranjih praznin, izboljšanje gostote in izboljšanje lastnosti utrujenosti - sta kritična za visoko-zanesljive aplikacije.
Toplotna obdelava/žarjenje: Prilagojeni cikli za optimizacijo mikrostrukture, trdote, duktilnosti ali drugih mehanskih lastnosti.
Strojna ali CNC končna obdelava: Za ozke tolerance tiskanja SLM na kritičnih dimenzijah ali spojnih površinah.
Površinska končna obdelava: tehnike, kot so peskanje z biseri, vrtanje, elektropoliranje ali poliranje za dosego zahtevanihkovinski 3D tiskpovršinska obdelava (merjeno v vrednostih Ra).
Inšpekcija in preskušanje: preverjanje dimenzij, merjenje hrapavosti površine, ne{0}}destruktivno testiranje (NDT) in včasih destruktivno testiranje za validacijo.
Ti koraki niso enaki-velikosti-prilegajo-vsem. 3Deli iz medenine za tiskanje D se na primer zaradi edinstvene toplotne prevodnosti medenine, nižjega tališča in občutljivosti na oksidacijo obnašajo drugače kot deli iz nerjavečega jekla ali titana. Za medenino so morda potrebni nežnejši toplotni cikli, da se prepreči razcinkanje ali pretirana rast zrn, njena površinska obdelava pa se pogosto osredotoča na doseganje gladkega, estetskega ali korozijsko-odpornega zaključka brez ogrožanja natančnosti dimenzij.
Brez ustreznega zaporedja in nadzora teh korakov po-obdelavi kovinskega 3D-tiskanja lahko deli med delovanjem odpovejo -, tudi če so na začetku videti brezhibni. Nadzor kakovosti delov SLM se začne z razumevanjem, da je "tiskani" del šele na polovici poti.
Zakaj dokumentacija ni več izbirna
Regulativni pritisk je dokumentiranje kovinskega 3D-tiskanja postavil kot temeljno zahtevo za vsakogar, ki dobavlja v letalskem, medicinskem, obrambnem, avtomobilskem ali energetskem sektorju. Ne kupujete samo delov -, kupujete dokaz, da so ti deli ponovljivi, sledljivi in skladni.
Ključna gonilna sila vključuje:
Zahteve glede sledljivosti: Celoten rodovnik materiala (serija prahu, potrdila dobavitelja) skozi vsak termični in mehanski korak.
Standardi ISO/ASTM AM: ogrodja, kot so ISO/ASTM 52908 (naknadna-obdelava, inšpekcija in preizkušanje za fuzijske kovine v prahu), ASTM F3301 (toplotna naknadna-obdelava za PBF kovine) in povezani vodniki poudarjajo dokumentirane postopke za kvalifikacijo.
Predpisi za-industrijo: FAA, EASA, FDA, ITAR in AS9100 zahtevajo zapise, ki jih je mogoče revidirati za kritične dele.
Pravila izvoza in dobavne verige: razvijajoča se pričakovanja glede sledljivosti (vključno z opombami organov, ki se osredotočajo na varen transport in skladnost) proizvajalce po vsem svetu silijo k formalizaciji evidenc.
Glede na industrijske analize vedno večja večina resnih industrijskih kupcev AM zdaj vztraja pri certifikatih materialov in podrobnih dnevnikih postopkov pri vsakem naročilu. Ta premik odraža zorenje proizvodnje kovinskih dodatkov -, ki se premika od izdelave prototipov k serijski proizvodnji, kjer lahko eno nedokumentirano odstopanje preide v množične odpoklice ali neuspešne certificiranje.
Na kratko: lepi deli brez papirologije so odgovornost. Popolna dokumentacija o kontroli kakovosti delov SLM ščiti vse v verigi.
Kaj mora zajemati celoten zapis-obdelave
Profesionalni dobavitelj kovinskega 3D-tiskanja bi moral dostaviti celovit paket dokumentacije. Tukaj je praktičen kontrolni seznam, ki ga je mogoče skenirati, za korake po-obdelavi kovinskega 3D-tiskanja in nadzor kakovosti delov SLM:
Dnevnik parametrov gradnje - Moč laserja, hitrost skeniranja, razmik med loputami, debelina plasti, orientacija gradnje in zapisi o umerjanju stroja za določeno opravilo.
Zapisi o lajšanju napetosti/ciklusu HIP - Grafi peči, ki prikazujejo čas, temperaturo, tlak (za HIP), atmosfero in stopnje hlajenja.
Certifikati o toplotni obdelavi - Podrobni protokoli za kakršno koli žarjenje, obdelavo z raztopino ali staranje, vključno z dejanskimi in ciljnimi parametri in podatki o termoelementih.
Poročilo o pregledu dimenzij - CMM ali podatki laserskega skeniranja, ki preverjajo tolerance tiskanja SLM glede na zahteve za risanje, vključno s primerjavami pred/po-obdelavi.
Podatki o površinski hrapavosti - Meritve Ra/Rz na določenih lokacijah z metodami (profilometrom ali optičnim) in merili sprejemljivosti za kovinsko 3D-tiskanje površine.
Certifikat o sledljivosti materiala - Kemija prahu, številka serije, dobaviteljev CoC in morebitna zgodovina recikliranja s kontrolami.
Končni podpis -}QC - Vizualni pregled, rezultati NDT (če je primerno), mehansko preskušanje (natezna, trdota itd.) in podpisi odobritev z datumi.
Ta paket spremeni vaše veleprodajno naročilo kovinskih 3D-natisnjenih delov v ubranljiv in revizijski izdelek. Pri Sunhingstones to zagotavljamo kot standard za vsako proizvodno serijo.
Študija primera Sunhingstones: kako je popolna dokumentacija stranki prihranila 40 tisoč USD
Stranka iz letalstva je prišla k nam po boleči izkušnji z drugo3D tiskanje medenineproizvajalec delov. Naročili so medeninaste nosilce po meri prek SLM - lahke, zapletene geometrije z notranjimi kanali, ki jih tradicionalna strojna obdelava ni mogla doseči ekonomsko.
Prvi dobavitelj je dostavil dele, ki so izgledali odlično, vendar so prispeli z minimalno dokumentacijo: samo osnovni povzetek sestave, brez podrobnosti termičnega cikla, brez površinskih podatkov in brez sledljivih HIP zapisov. Med vhodnim pregledom in prvim-pregledom artikla stranka ni mogla preveriti skladnosti s svojimi strogimi tolerancami in zahtevami glede utrujenosti. Deli niso prestali kvalifikacije. Predelava, zamude in hitra dostava so se hitro dodale.
Ponovno smo-izvedli delo v naši tovarni za proizvodnjo kovinskih dodatkov. Z uporabo optimiziranih procesnih parametrov 3D-tiskanja SLM za medenino smo izvedli celotno post{3}}verigo obdelave z natančnimi zapisi. Paket dokumentacije je vključeval vse od dnevnikov gradnje do končnih podatkov o hrapavosti površine, ki dokazujejo zahtevano končno obdelavo.
Rezultat? Deli so opravili pregled prvega-izdelka v prvem poskusu. Stranka se je izognila še enemu krogu proizvodnje, tedne skrajšala s časovnice in prihranila približno 40.000 USD pri predelavi, odpadu in odstopanjih od urnika. Še pomembneje pa je, da so pridobili samozavest za razširitev dizajna na večje količine.
To je vsakodnevna realnost za kupce, ki sodelujejo z dobavitelji, ki resno obravnavajo dokumentiranje kovinskega 3D-tiskanja.
Kako ugotoviti, ali vaš dobavitelj kovinskega 3D-tiskanja dejansko pravilno dokumentira
Ne jemljite zahtevkov po nominalni vrednosti. Pri ocenjevanju katerega koli proizvajalca kovinskih 3D-tiskov ali veleprodajnega dobavitelja kovinskih 3D-tiskanih delov uporabite ta praktični kontrolni seznam za kupce:
Zelene zastave:
Med ponudbo proaktivno ponudijo predlogo celotne dokumentacije ali paket vzorcev.
Sklicevanje na posebne standarde (serija ISO/ASTM 529xx, ASTM F3301 itd.) v njihovih opisih postopkov.
Sistemi sledljivosti, ki povezujejo serijo prahu s serijskimi številkami končnega dela.
Pripravljenost na razpravo o podrobnostih nadzora kakovosti delov SLM, kot so parametri HIP ali metode merjenja površine.
ESTA ali enakovredne opombe o skladnosti za mednarodne pošiljke, kjer je pomembna sledljivost.
Rdeče zastave:
Nejasni odgovori, kot je "Delamo vse običajne stvari" brez podrobnosti.
Standardni pogoji ne omenjajo zapisov naknadne{0}}obdelave.
Nepripravljenost deliti vzorčne dokumente ali omogočiti revizijo kakovosti.
Osredotočite se le na ceno in dobavni rok, ne upoštevajte potreb po certificiranju.
Ključna vprašanja, ki si jih morate zastaviti:
Ali lahko zagotovite vzorec paketa dokumentacije za-obdelavo podobnega medeninastega ali kovinskega dela?
Kako beležite in preverjate toplotne cikle za korake po-obdelavi kovinskega 3D-tiska?
Kateri podatki o površinski obdelavi in poročila o tolerancah so priložena vsakemu naročilu?
Ali so vaši procesi kvalificirani za ustrezne standarde ISO/ASTM AM?
Pri Sunhingstones je naša osnova popolna dokumentacija. Vgradimo ga v vsako ponudbo, tako da vam nikoli ni treba vprašati dvakrat.
pogosta vprašanja
Ali je za vse kovinske 3D-tiske potrebna naknadna-obdelava? Skoraj vedno, da - zlasti za funkcionalne ali regulirane dele. Celo »kot-zgrajeni« prototipi običajno zahtevajo vsaj odstranitev podpore in osnovno razbremenitev. Visoko{6}}zmogljive aplikacije zahtevajo celotno verigo.
Kateri dokumenti morajo biti priloženi kovinskim 3D natisnjenim delom? Najmanj: dnevnik gradnje, zapisi o termični obdelavi (razbremenitev/HIP/toplotna obdelava), poročilo o pregledu dimenzij, podatki o površinski obdelavi, potrdila o materialu in končna odobritev QC.
Je SLM isto kot DMLS? V bistvu gre za enak postopek fuzije z lasersko plastjo prahu (popolno taljenje prahu). Terminologija se razlikuje glede na proizvajalca, vendar so zahteve po-obdelavi in potrebe po nadzoru kakovosti primerljive.
Kako se medenina za 3D tiskanje razlikuje od jekla? Medenina ima drugačne toplotne lastnosti, ki zahtevajo prilagojene laserske parametre, nežnejšo toplotno obdelavo za obvladovanje hlapnosti cinka in pogosto specifično površinsko obdelavo za odpornost proti koroziji ali estetiko. Prav tako se razlikujejo tolerance in obnašanje pri krčenju.
Kateri standardi veljajo za dokumentacijo naknadne-obdelave AM? Ključni vključujejo ISO/ASTM 52908 za naknadno-obdelavo/kontrolo PBF, ASTM F3301 za termično naknadno-obdelavo in širše kvalifikacijske standarde, kot je ISO/ASTM 52920.
Ali lahko dobim certificirane dele v tovarni za 3D-tiskanje kovin? Da -, ko tovarna vzdržuje robusten nadzor kakovosti delov SLM in zagotavlja popolno sledljivost. Poiščite dobavitelje z izkušnjami v reguliranih panogah.
Ste pripravljeni na samozavestni vir?
Naslednjič, ko boste nabavljali kovinske 3D-natisnjene dele, ne sprašujte samo o ceni in času dobave - vprašajte o papirologiji. Pravi partner v tovarni za proizvodnjo kovinskih aditivov bo poskrbel, da bo popolna naknadna{3}}dokumentacija obdelana brez napora.
Pri Sunhingstones dobavljamo visoko{0}}kakovostne dele procesa 3D tiskanja SLM iz materialov, vključno z medenino, s popolnimi zapisi kot standardom. Ne glede na to, ali potrebujete prototipe ali veleprodajne kovinske 3D-natisnjene dele, naša ekipa zagotavlja nadzor kakovosti delov SLM, ki mu lahko zaupate.
Zahtevajte ponudbo še danes in prejmite naš popoln kontrolni seznam dokumentacije z vsakim predlogom. Ali pa prenesite naš vodnik po zmogljivostih in si oglejte, kako podpiramo zapleteno 3D-tiskanje medeninastih delov in drugih kovin.
Izdelajmo dele, ki ne samo izgledajo prav -, ampak dokažemo, da so prav.
Reference
Wohlersovo poročilo 2023 (Wohlers Associates)
Viri ASM International Additive Manufacturing
ISO/ASTM 52904 in sorodni standardi AM procesne dokumentacije (iso.org)
Vodila ASTM F3187 in F3301
America Makes & ANSI AMSC Načrt standardizacije
Smernice za skladnost sledljivosti ESTA