چگونه می توان به ساختارهای سطحی متغیر در پرینت سه بعدی فلزی دست یافت؟

ببینید، من بیش از یک دهه است که در این تجارت هستم و گفتگو با مشتریان کاملاً تغییر کرده است. ده سال پیش، مشتریان می پرسیدند، "آیا می توانید این قسمت را چاپ کنید؟" امروز، آنها می پرسند، "آیا می توانید استخوان را برای یکپارچگی استخوانی-در حالی که آینه بغلی نرم-بافتی{3}}همگی را در یک تکه صاف نگه دارید-کنار تماس را خشن کنید؟"

این واقعیت جدید استفناوری چاپ سه بعدی SLMو نمونه سازی سریع چاپ فلز. پرداخت سطحی یکنواخت و منفرد دیگر آن را برای کاربردهای{1} با کارایی بالا در ابزارآلات پزشکی، هوافضا، خودرو و صنعتی برش نمی‌دهد. توانایی ایجاد بافت سطحی انتخابی برای قطعات فلزی سه بعدی - زبری، بافت یا عملکردهای مختلف در یک جزء - به یک مزیت رقابتی واقعی تبدیل شده است.

چرا ساختارهای سطحی مختلف در برنامه‌های کاربردی واقعی{0}}جهانی اهمیت دارند

قطعات مدرن-با ارزش به ندرت فقط یک کار دارند. آنها باید چندین عملکرد را به طور همزمان انجام دهند.

ایمپلنت‌های پزشکی: جام مقدس طراحی بافت دوگانه-یک ساقه لگن یا قفس ستون فقرات به سطوح ناهموار (Ra 1.0-3.0 میکرومتر) روی استخوان-برای ارتقای یکپارچگی استخوانی- نیاز دارد تا سلول‌های استخوانی عاشق به هم پیوستگی مکانیکی و افزایش سطح سطح باشند. اما یقه یا سطوح خارجی در تماس با بافت نرم باید صاف (Ra کمتر یا مساوی 0.4 میکرومتر) باشد تا چسبندگی باکتری و خطر عفونت به حداقل برسد. این تعادل را اشتباه بگیرید، و در معرض خطر شل شدن یا پری{8}}ایمپلنتیت. 3ایمپلنت‌های پزشکی فلزی چاپ‌شده D در اینجا خواهید بود زیرا SLM به شبکه‌های متخلخل یکپارچه در نواحی استخوانی اجازه می‌دهد و در عین حال صافی ساختاری را در جاهای دیگر حفظ می‌کند.

پره‌های توربین هوافضا و خودرو یا مبدل‌های حرارتی از مناطق ناهموار برای انتقال حرارت بهتر و تلاطم سیال بهره می‌برند، در حالی که سطوح آیرودینامیکی یا آب‌بندی برای کاهش کشش و نشت نیاز به صافی دارند. بافت متغیر به بهینه سازی عملکرد بدون افزودن اجزای جداگانه کمک می کند.

ابزارهای صنعتی نواحی چنگ زدن نیاز به بافت برای نگه داشتن دارند، در حالی که مکان یابی دقیق چهره ها برای دقت نیاز به صاف بودن دارند.نمونه سازی سریع چاپ فلزاین ابزارهای ترکیبی را سریعتر و سبکتر از مجموعه‌های چند{0}}سنتی می‌کند.

نتیجه نهایی: چاپ سه بعدی فلزی چند بافتی، یک قطعه چاپ شده را به یک جزء چند منظوره تبدیل می‌کند و مونتاژ، وزن و نقاط خرابی احتمالی را کاهش می‌دهد.

روش 1: طراحی{1}}رویکرد رهبری (بافت دیجیتال)

هوشمندانه ترین راه در فایل CAD شروع می شود.

با استفاده از ساختارهای مشبک طراحان از TPMS (سطوح حداقل دوره ای سه گانه) مانند شبکه های ژیروید یا الماس در مناطق تماس استخوانی- استفاده می کنند. اینها در عین حفظ استحکام، زبری ماکرو{2} کنترل شده (اندازه منافذ 300-800 میکرومتر) ایجاد می کنند. سطح سطح می تواند در مقایسه با طرح های جامد بین 200 تا 400 درصد افزایش یابد و به طور چشمگیری یکپارچگی استخوانی را بدون به خطر انداختن یکپارچگی ساختاری افزایش دهد.

نرم افزار ابزارهای طراحی مولد مانند nTopology یا Autodesk Fusion 360 به مهندسان اجازه می دهد تا الزامات عملکرد متفاوتی را در هر منطقه تعریف کنند. سپس الگوریتم هندسه بهینه سازی شده برای هر منطقه را تولید می کند.

محدودیت‌ها و راه‌حل‌های نرم‌افزاری، هر برش‌کننده به خوبی پارامترهای متغیر را کنترل نمی‌کند. شرکای کارخانه نمونه سازی سریع SLM با دقت پیشرفته از نرم افزارهای تخصصی (مانند Materialize Magics، Siemens NX) استفاده می کنند که از تنظیمات خاص منطقه- پشتیبانی می کند. اینجاست که انتخاب ارائه دهنده خدمات پرینت سه بعدی فلزی مناسب باعث ایجاد یا شکست پروژه می شود.

روش 2: دستکاری پارامترهای لیزری در فناوری چاپ سه بعدی SLM

اینجاست که جادوی واقعی فناوری چاپ سه بعدی SLM - در-کنترل بافت فرآیند رخ می‌دهد.

سس مخفی: قدرت لیزر و سرعت اسکن قدرت لیزر بالاتر و سرعت اسکن آهسته تر، حوضچه های ذوب عمیق تر و سطوح خشن تر ایجاد می کند. قدرت کمتر با اسکن سریع تر، خطوط صاف تری ایجاد می کند. اپراتورهای ماهر پارامترهای مختلفی را از طریق استراتژی‌های اسکن چند -کانتوری یا جزیره‌ای به مناطق خاص اختصاص می‌دهند.

سطوح رو به بالا-پوست در مقابل پایین-تفاوت های طبیعی پوست به سمت بالا-به دلیل جاذبه و چسبندگی پودر، به طور طبیعی صاف تر از سطوح رو به پایین- هستند. طراحان باهوش قطعات را جهت استفاده از این فیزیک جهت می دهند.

مبادله-تغییرات مکرر پارامترها در یک ساخت می‌تواند تاریخچه حرارتی، تنش پسماند و حتی پایداری ماشین را تحت تأثیر قرار دهد. کارخانه‌های باتجربه سوئیچینگ تهاجمی را محدود می‌کنند و ساخت‌ها را با دقت تأیید می‌کنند تا از کیفیت قطعه و طول عمر تجهیزات محافظت کنند.

روش 3: ارسال{1}}راهبردهای پردازش برای اتمام انتخابی

حتی بهترین در-کنترل فرآیند معمولاً برای درجات پزشکی یا هوافضا نیاز به پردازش پست{1}} دارد.

هنر پوشش از مناطق صاف با پوشش های موقت یا فیکسچرها در حین انفجار مهره ها یا اسید اچ کردن مناطق ناهموار محافظت کنید. این مهارتی است که مغازه‌های متوسط ​​را از تولیدکنندگان پرینت سه بعدی فلزی واقعی جدا می‌کند.

CNC Hybrid Manufacturing نزدیک-شکل توری چاپ کنید، سپس از ماشینکاری انتخابی CNC در مناطق صاف و حساس استفاده کنید. این رویکرد ترکیبی بهترین های هر دو جهان را ارائه می دهد.

الکتروپولیش و درمان های شیمیایی الکترو پولیش در صاف کردن نواحی در دسترس و افزایش غیرفعال سازی برتر است، اما کانال های داخلی پیچیده ممکن است ابتدا به ماشین کاری جریان ساینده (AFM) نیاز داشته باشند.

یک کارخانه نمونه سازی سریع SLM با قابلیت پردازش کامل در{0}}پست خانه-در زمان بسیار صرفه جویی می کند و قابلیت ردیابی را تضمین می کند.

چگونه آلیاژهای مختلف به ساختار محلی واکنش نشان می دهند

تیتانیوم درجه 5 (Ti-6Al-4V) قهرمان برای استفاده پزشکی. به اسید اچ برای نواحی استخوانی و الکترو پولیش برای نواحی صاف به زیبایی پاسخ می دهد. زیست سازگاری عالی

فولاد ضد زنگ 316L برای وسایل غذایی-و ابزار قابل استفاده مجدد عالی است. به غذای{3}}صافی ایمن می‌رسد و در عین حال به نواحی چسبندگی بافتی اجازه می‌دهد.

آلیاژهای آلومینیوم به دلیل لایه اکسیدی و نقطه ذوب پایین تر چالش برانگیزتر است. برای نتایج چند{1}}بافتی سازگار، به کنترل فرآیند دقیق‌تری نیاز دارد.

جدول 1: مواد در مقابل محدوده بافت قابل دستیابی

سوالات متداول

آیا می توانم یک روکش آینه ای و یک بافت{0}}ماسه ای روی همان قسمت داشته باشم؟

بله - با طراحی مناسب، کنترل پارامتر، و پردازش انتخابی پست-.

حداقل اندازه مساحت برای تغییر سطح موضعی چقدر است؟

معمولاً 5-10 میلی متر مربع، بسته به هندسه و فرآیند.

زبری موضعی چگونه بر عمر خستگی قطعات نمونه سازی سریع چاپ فلز تأثیر می گذارد؟

مناطق ناهموار در صورت عدم مدیریت می توانند عمر خستگی را کاهش دهند. طراحی انتقال مناسب و پردازش پست{0}}این را کاهش می‌دهد.

کدام قالب‌های فایل برای مدل‌های سه‌بعدی چند{0}بافتی بهتر هستند؟

STEP یا CAD بومی با تعاریف منطقه. اسلایسرهای پیشرفته چند{0}}پرونده دارایی را مدیریت می کنند.

بافت سطح محلی در فناوری چاپ سه بعدی SLM دیگر یک حقه نیست - این یک قابلیت اصلی است که قطعات خوب را از قطعات استثنایی جدا می کند. چه نیاز به ادغام استخوانی در یک طرف و مقاومت باکتریایی از طرف دیگر داشته باشید، چه انتقال حرارت در یک منطقه و کشش کم در ناحیه دیگر، این فناوری امروزه وجود دارد.

برای فکر کردن به سطوح منتظر نمانید تا طرح منجمد شود. هرچه زودتر یک ارائه دهنده خدمات پرینت سه بعدی فلزی را که استراتژی های چند{2}بافتی را درک می کند، درگیر کنید، نتایج بهتری خواهید داشت.

اگر روی پروژه‌ای کار می‌کنید که به بیش از «یک بافت متناسب با همه» نیاز دارد، با آن تماس بگیرید. تیم ما به ده ها شرکت کمک کرده است تا نیازهای سطح پیچیده را به قطعات تولید قابل اعتماد و قابل تکرار تبدیل کنند.

آینده تولید فقط مربوط به چاپ اشکال پیچیده نیست - بلکه در مورد چاپ توابع پیچیده روی همان شکل است. بیایید آن آینده را با هم بسازیم.