Inženir odpre novo risbo: hidravlično ohišje, polno notranjih oljnih kanalov, sekajočih se vodnih prehodov in prosto oblikovanih votlin. 5-osni programator takoj označi težavo - rezkarji ne morejo doseči polovice funkcij. Razdelitev dela, strojna obdelava polovic, nato varjenje ali privijanje skupaj je običajna rešitev. Ta pot dodaja tveganje tesnjenja, dodatne napeljave, daljše dobavne roke in višje stroške.
Praktično vprašanje postane jasno: lahkokovinske 3D natisnjene komponenterešiti geometrijo v enem kosu?
Zakaj zapletene notranje votline še vedno predstavljajo izziv za več{0}}osni CNC
Dostopnost orodja postavlja trdo mejo. Celo simultani 5-osni stroji se spopadajo z globokimi ukrivljenimi kanali ali popolnoma zaprtimi prehodi. Ko razmerje med globino-in-premerom preseže približno 4:1 ali onemogoči dostop do-vidnega polja, se trgovine obrnejo na več nastavitev ali sekundarno EDM.
Ko čista strojna obdelava odpove, oblikovalci del razdelijo. Vsak spoj kasneje pod pritiskom postane potencialna pot puščanja. Varjenje uvaja toplotno{2}}območja in preostale napetosti; sledi pregled in predelava. Za majhne-do-srednje količine delov s kompleksno geometrijo te kazni hitro podražijo običajne poti.
Kako kovinsko 3D-tiskanje rešuje problem-notranje votline
Aditivni postopki gradijo plast za plastjo iz kovinskega prahu, tako da doseg orodja ni več pomemben. Notranji kanali skoraj vseh oblik-krožni, kvadratni, razvejani ali konformni-oblikujejo eno samo trdno telo.
SLM (selektivno lasersko taljenje)
Popolnoma stopi prah in zagotavlja skoraj-polno gostoto, primerno za delujoče hidravlične dele. Nezlit prašek v kanalih deluje kot začasna podpora, ki se kasneje odstrani skozi zasnovane luknje za pobeg (običajno 3 mm ali več).
Industrijski tisk MJF
Najboljše za-visoko zmogljive polimerne prototipe, ki hitro preverjajo zapletene notranje pretočne poti. Pri proizvodnih kovinskih delih imajo vodilno vlogo SLM ali sistemi za-brizganje kovinskega veziva.
Oba pristopa odpirata možnosti načrtovanja, CNC se ne moreta ujemati: topološko-optimizirane rešetke, ki zmanjšajo težo, konformni hladilni kanali, ki sledijo konturi dela, in gladke poti organskega toka, ki zmanjšajo padec tlaka.
Hidravlični razdelilniki, ki so nekoč potrebovali deset ali več strojno obdelanih kosov, lahko zdaj postanejo ena kovinska 3D-natisnjena komponenta. Manj spojev pomeni manj puščanj in enostavnejšo montažo.
3D-tiskanje ne nadomesti popolnoma CNC-ja-kjer zmaga hibrid
Kot-zgrajeno kovinsko 3D tiskanje običajno drži±0,1 mmin površinsko hrapavost okoliRa 5–15 µm. Tesnilne ploskve, natančne izvrtine in navoji, ki potrebujejo strožje tolerance, še vedno zahtevajo CNC končno obdelavo.
Kovane gredice ohranjajo tudi popolnoma izotropne lastnosti, ki jih zahtevajo nekatere visoko{0}}ciklične aplikacije. Pri večjih količinah se stroškovno ravnovesje premakne -, ko so programi in vpenjala plačani, več-osni CNC pogosto postane cenejši za preprostejše ali zmerno zapletene oblike.
Realistični industrijski odgovor je hibridna proizvodnja. Natisnite kompleksno notranjo geometrijo in prosto oblikovano telo, nato pa strojno obdelajte samo kritične referenčne točke in tesnilne površine. Ta kombinacija daje geometrijsko svobodo dodajanja z natančnostjo subtraktivnega dela-in se uvršča med najboljše postopke za kompleksne dele z notranjimi votlinami v nizkih-do-srednjih serijah.
Praktične opombe o tiskanju notranjih kanalov brez podpornih struktur
Oblikovalci se lahko izognejo ujetim podporam z nekaj ponovljivimi pravili:
Ta pravila spremenijo "kako natisniti notranje kanale brez podpornih struktur" iz teoretičnega vprašanja v ponovljivo proizvodno metodo.
Primer primera: Hibridna pot za hidravlično ohišje
Študija primera
Nedavni projekt, ki ga je vodil specializiran proizvajalec kovinskega 3D-tiskanja, je vključeval visokotlačno-hidravlično ohišje z več križajočimi se oljnimi kanali in pritrdilnimi vmesniki. Čisti več{3}}osni CNC bi zahteval tri ločene dele, varjenje in obsežno preskušanje tesnosti-predviden čas izvedbe od šest do osem tednov.
Ekipa je preoblikovala del za dodatek: samonosni-kanali, prah-izhodne odprtine in dodatna zaloga, ki je ostala na vseh kritičnih površinah. Ohišje je proizvedlo podjetje SLM iz nerjavečega jekla, -razbremenjeno, nato pa je bilo obdelano na 5-osnem stroju samo tam, kjer so to zahtevale tolerance.
Dobavni rok je padel namanj kot dva tedna. Enodelna zasnova-je odstranila varjene spoje. Tlačni preizkus je potrdil-delovanje brez puščanja pri delovnem tlaku. Za majhno proizvodno serijo je bil skupni strošek precej pod več-delno CNC potjo.
Industrijska smer
Aditivna proizvodnja kovin še naprej pridobiva delež za dele, katerih vrednost je v notranji zapletenosti-hidravličnih blokov, konformnih-hlajenih orodnih vložkov in lahkih letalskih kolektorjev. Primerjava več-osnega CNC in 3D-tiskanja za hidravlična ohišja vedno bolj daje prednost hibridni poti, ko je geometrija kanala glavno gonilo stroškov.Tehnologija hitrega prototipaomogoča ekipam, da potrdijo zmogljivost pretoka v polimeru (pogosto prek industrijskega tiskanja MJF), preden se zavežejo proizvodnji kovin. Progresivne trgovine, ki so nekoč delovale zgolj kot tovarne za CNC obdelavo z notranjimi votlinami, zdaj redno dodajajo aditivno zmogljivost ali sodelujejo s proizvajalcem kovinskega 3D-tiskanja, da ohranijo obe možnosti na voljo.
Pogosto zastavljena vprašanja
V: Ali lahko 3D-tiskanje v celoti nadomesti CNC za notranje votline dele?
O: Ne. Rešuje nedostopne notranje funkcije in utrjuje sklope, vendar kritične tolerance in površinske obdelave skoraj vedno potrebujejo CNC končno obdelavo.
V: Ali je tiskanje MJF dovolj natančno za funkcionalne notranje kanale?
A: Industrijski tisk MJFzagotavlja dosledne, izotropne polimerne dele in dobro deluje za tehnologijo hitrih prototipov in ne-kovinske kanale. Za kovinske kanale pod pritiskom SLM ali brizganje s kovinskim vezivom ostaja močnejša izbira.
V: Kaj je ceneje za majhne serije-3D-tiskanje ali večosni CNC?
O: Za zapletene notranje votline kovinsko 3D-tiskanje ali hibridna pot običajno stane manj v količinah od enega do nekaj deset, ker se izogne večkratnim nastavitvam, varjenju in tveganju za odpad.
V: Ali je mogoče 3D-natisnjene kovinske dele pozneje dokončati s CNC?
O: Da. Puščanje materiala za strojno obdelavo na kritičnih površinah je standardna praksa in zagotavlja natančnost, potrebno za tesnjenje in sestavljanje.
Naslednji korak
Če vaše naslednje hidravlično ohišje, razdelilnik ali del z votlino potisne več-osni CNC prek praktičnih meja, pošljite risbo v hiter pregled izdelave. Specializirani proizvajalec kovinskega 3D-tiskanja lahko pokaže, ali čisti aditiv, hibridni aditiv-p-CNC ali običajna obdelava zagotavlja najboljši postopek za kompleksne dele z notranjimi votlinami v vašem obsegu in oknu zmogljivosti - z rutinskim skrajšanjem časa, odstranjevanjem točk puščanja in nižanjem skupnih stroškov v primerjavi s tradicionalnimi metodami ločevanja-in-varjenja.