Kif tikseb tolleranza ta'-preċiżjoni għolja permezz ta' post-ipproċessar?

一, Prinċipju tekniku: Mekkaniżmu ta 'korrezzjoni tat-tolleranza li jaħdem ma' oqsma fiżiċi differenti biex jaħdmu flimkien.
It-teknoloġija ta' wara-ipproċessar tuża l-impatti magħquda ta' oqsma mekkaniċi, kimiċi, termodinamiċi u fiżiċi oħra biex tbiddel il-mikrostruttura u ttejjeb il-prestazzjoni tal-partijiet li jkunu ġew ipproċessati. Hemm tliet gruppi ewlenin tal-prinċipji ewlenin tagħha:
L-iffissar tat-taffija tal-istress mekkaniku
Meta tagħmel magni tal-biċċiet tal-metall, dawn se joħolqu stress residwu, li jġiegħelhom jibdlu l-forma. Pereżempju, wara t-tidwib tal-lejżer, it-tensjoni interna tal-partijiet tal-liga tat-titanju magħmula bl-istampar 3D tista 'tkun għolja daqs 200 sa 300 MPa. Id-devjazzjoni tat-tolleranza tista 'tkun aktar minn 0.05 mm jekk it-tnaqqis tal-istress ma jsirx. Billi tapplika vibrazzjoni f'ċerta frekwenza (tipikament bejn 15 u 100 Hz), it-teknoloġija tal-vibrazzjoni li qed tixjieħ tirranġa mill-ġdid il-ħbub mikroskopiċi u tħaffef ir-rata tar-rilaxx tal-istress għal aktar minn 85%. Manifattur aerospazjali Ġermaniż uża dan il-metodu, u r-rata ta 'kwalifika għall-partijiet tas-satellita marret minn 85% għal 95%. Il-firxa tal-varjazzjoni tat-tolleranza ġiet ukoll maqtugħa għal ± 0.003mm.
Korrezzjoni selettiva ta 'dissoluzzjoni kimika
Billi taġġusta r-rata ta 'dissoluzzjoni anodika, it-teknika tal-illustrar elettrolitiku tagħmel il-morfoloġija mikro ġeometrika tal-wiċċ aktar uniformi. Pereżempju, it-trattament tal-kavità ta 'ġewwa tal-istainless steel 316L f'elettrolit imħallat ta' aċidu fosforiku u aċidu sulfuriku b'vultaġġ ta '15V għal 3 minuti jista' jbaxxi l-ħruxija tal-wiċċ minn Ra2.5 μ m għal Ra0.4 μ m u jiffissa d-devjazzjoni tat-tolleranza minn ± 0.02mm sa ± 0.005mm. Dan l-approċċ jaħdem l-aħjar fuq strutturi kkumplikati ta 'kavità ta' ġewwa, bħat-trattament ta 'toqba mikro ta' injetturi tal-fjuwil tal-karozzi, li jistgħu jeħles mill-burrs li jifdal mill-magni u kun żgur li l-injezzjoni tal-fjuwil tkun uniformi.
Korrezzjoni tat-tranżizzjonijiet termodinamiċi tal-fażi
It-teknika tat-trattament tas-sħana tbiddel l-istruttura tal-kristall tal-materjal billi timmaniġġja l-kurva tat-tisħin u t-tkessiħ, li tiffissa t-tolleranzi dimensjonali. Pereżempju, it-trattament termali T6 (soluzzjoni ta '540 grad + 175 grad ta' tixjiħ) jista 'jnaqqas il-koeffiċjent ta' espansjoni lineari tal-partijiet tal-liga tal-aluminju bi 12% u jtejjeb l-istabbiltà dimensjonali tagħhom bi 30%. Din il-proċedura tintuża minn produttur tal-magni tal-Istati Uniti biex jittratta diski tat-turbini. Tnaqqas il-medda tal-varjazzjoni tat-tolleranza minn ± 0.03mm sa ± 0.01mm u testendi l-ħajja tal-għeja għal 2.5 darbiet l-oriġinal.
2, Implimentazzjoni tal-proċess: tweġibiet eżatti għal kull sitwazzjoni
1. Ipproċessar ta 'oġġetti tal-metall li kienu stampati 3D
Teknoloġiji tal-istampar 3D tal-metall bħal SLM u EBM jistgħu jagħmlu strutturi kkumplikati, iżda l-ħruxija tal-wiċċ hija normalment Ra10-20 μ m, u hemm problemi bħal trab mhux imdewweb. Biex tirregola t-tolleranzi wara l-ipproċessar, trid tagħmel tliet affarijiet:
Biex tneħħi l-istruttura ta 'appoġġ, uża qtugħ bil-ġett tal-ilma jew makkinar ta' skarigu elettriku (EDM). Dan iżomm il-forma milli tinbidel minħabba l-ikklampjar mekkaniku. Pereżempju, GE Aviation timpjega EDM biex tneħħi b'mod preċiż l-appoġġi u żżomm żbalji ta 'tolleranza fi ħdan ± 0.008mm meta tagħmel żennuni tal-fjuwil għal magni LEAP.
Trattament għad-densifikazzjoni tal-wiċċ: L-ippressar iżostatiku sħun (HIP) jintuża fuq materjali porużi. Wara 4 sigħat ta 'trattament f'1200 grad u 150 MPa, il-porożità tista' titnaqqas minn 5% għal 0.1%, u r-rata ta 'jinxtorob dimensjonali tista' tinżamm f'0.3% sa 0.5%, li tiżgura preċiżjoni fit-tolleranzi.
Illustrar ta 'preċiżjoni: Bl-użu tat-teknoloġija tal-illustrar tal-fluss li joborxu, il-ħruxija tal-kavità ta' ġewwa tista 'titnaqqas minn Ra12 μ m għal Ra0.8 μ m billi tiġi ttrattata b'abrażiv tal-karbur tas-silikon bi pressjoni ta' 0.5MPa għal 10 minuti. Il-varjazzjoni tat-tolleranza għandha tibqa 'taħt ± 0.005mm.
2. Wara l-ipproċessar ta 'komponenti bil-makna CNC
Anki jekk il-magni CNC jistgħu jkunu preċiżi ħafna, affarijiet bħal xedd ta 'għodda u distorsjoni termali xorta jistgħu jikkawżaw żbalji ta' tolleranza. L-ipproċessar ta' wara-għandu jkun integrat mat-teknoloġiji sussegwenti:
Kumpens tal-għodda intelliġenti: Is-sensuri jżommu għajnejhom fuq varjazzjonijiet fid-dijametru tal-għodda f'ħin reali u jadattaw awtomatikament ir-rotot tat-tqattigħ. Per eżempju, is-sistema Fanuc CNC tista 'awtomatikament tiffissa l-valuri tal-koordinati meta l-għodda tilbes b'0.03mm, u tiżgura li t-tolleranza tal-apertura tibqa' f'± 0.005mm.
Trattament tat-tkessiħ b'temperatura baxxa-: Waqt l-ipproċessar, sprejja nitroġenu likwidu f'-40 grad kontinwament biex iżżomm it-temperatura tal-biċċa tax-xogħol milli tinbidel b'aktar minn 2 gradi . Dan iżomm il-biċċa tax-xogħol milli tespandi wisq u tikkawża varjazzjoni dimensjonali. Ir-rata ta 'ċertifikazzjoni ta' tolleranza ta 'partijiet b'ħitan irqaq telgħet minn 78% għal 95% wara li kumpanija Ġappuniża li tagħmel partijiet ta' preċiżjoni użat dan il-metodu.
Kalibrazzjoni b'interferometru tal-lejżer: Uża interferometru tal-lejżer fuq bażi regolari biex tivverifika kemm l-għodda tal-magni titqiegħed b'mod preċiż u tiffissa kwalunkwe ħsara ġeometrika bl-użu ta 'algoritmi ta' kumpens. Wara l-kalibrazzjoni, pereżempju, l-eżattezza tat-tqegħid spazjali ta 'ċentru tal-magni ta' ħames-assi tista 'tmur minn 0.015mm/1000mm għal 0.005mm/1000mm.
3. Wara t-trattament ta 'partijiet ta' materjal kompost
Wara l-ipproċessar, materjali komposti (tali plastiks rinfurzati b'fibra tal-karbonju) x'aktarx li jkollhom difetti bħal delamination u burrs. Il-kontroll tat-tolleranza għandu jsir permezz ta' pproċessar-post.
Tindif ultrasoniku: It-tindif bl-użu ta 'mewġ ultrasoniku bi frekwenza ta' 40 kHz għal 10 minuti jista 'jeħles minn aktar minn 90% tar-residwi tal-ipproċessar. Dan iwaqqaf l-inkorporazzjoni tal-partiċelli waqt l-assemblaġġ milli jikkawża devjazzjoni tat-tolleranza.
Illustrar tal-lejżer: Bl-użu ta 'laser nanosekondi (wisa' tal-polz 100ns) biex tipproċessa mikro-it-truf, tneħħi bejn 0.001 u 0.005mm ta 'materjal, u tiffissa l-varjazzjoni tat-tolleranza minn ± 0.05mm sa ± 0.01mm.
Trattament tal-ippressar bis-sħana bil-vakwu: L-ippressar bis-sħana għal 30 minuta f'180 grad u 5 MPa f'vakwu jista 'jeħles mill-konċentrazzjoni tal-istress fil-materjal kompost u jagħmilha 40% aktar stabbli f'termini ta' daqs.
3, Applikazzjoni ta' l-industrija: eżempji komuni fis-settur tal-manifattura ta' livell għoli-
1. Il-qasam tal-ajruspazju
Wara li t-teknoloġija SLM tintuża biex isiru x-xfafar tal-magni tal-Boeing 787 Dreamliner, jintużaw il-passi ta' wara-ipproċessar li ġejjin biex jirregolaw it-tolleranzi:
Għat-trattament HIP, saħħan il-materjal għal 1250 grad u 170 MPa għal 6 sigħat biex teħles mill-pori interni u żżomm ir-rata tat-tnaqqis tad-daqs f'0.4%.
Illustrar elettrolitiku: Uża elettrolit ibbażat fuq fosfat- bi 12V ta 'vultaġġ għal 5 minuti biex tagħmel il-wiċċ aktar lixx, li jmur minn Ra15 μm għal Ra0.2 μm, u waħħal id-devjazzjoni tat-tolleranza minn ± 0.03mm sa ± 0.005mm.
Kejl tal-lejżer: Magna tal-kejl ta' tliet -koordinati (CMM) tintuża biex tiċċekkja xfafar f'daqs sħiħ, u titwettaq inġinerija inversa biex tiffissa r-rotta tal-magni sabiex it-tolleranzi jkunu tajbin.
2. Fin-negozju tal-produzzjoni tal-karozzi
Fit-tfassil ta' korpi ta' valv ta' trasmissjoni ibrida, Toyota tuża l-metodi ta' post{0}}ipproċessar li ġejjin:
Deburring elettrolitiku: Uża densità ta 'kurrent ta' 10A/cm² fl-elettrolit NaCl għal 2 minuti biex teħles mill-burrs fit-toqob trasversali u kun żgur li s-sistema idrawlika hija ssiġillata.
Illustrar tal-fluss li joborxu: Uża 800 malja tal-karbur tas-silikon li joborxu bi pressjoni ta '0.3MPa għal 3 minuti biex tagħmel il-kavità ta' ġewwa inqas ħarxa, li tmur minn Ra3.2 μ m sa Ra0.4 μ m, b'firxa ta 'tolleranza ta' inqas minn ± 0.008mm.
Sejbien onlajn: Żieda ta 'skaner tal-lejżer mal-linja tal-ipproċessar biex iżżomm għajnejk fuq id-daqs tal-apertura f'ħin reali, tbiddel il-parametri tal-ipproċessar ibbażati fuq il-kontroll tal-feedback, u tgħolli r-rata tal-pass tat-tolleranza għal 99.2%.
3. Qasam ta 'apparat mediku
Il-passi ta' wara-ipproċessar li ġejjin jgħinu lil Johnson&Johnson DePuy Synthes jagħmlu tazzi aċetabulari li huma kemm bijokompatibbli kif ukoll preċiżi f'termini ta' tolleranza:
Illustrar elettrolitiku: Inaqqas il-ħruxija tal-wiċċ tas-sottostrat Ti6Al4V minn Ra3.2 μm għal Ra0.2 μm u neħħi l-partiċelli li ma kinux imdewweb waqt l-iffurmar SLM.
Ossidazzjoni ta 'l-ark mikro: Uża vultaġġ ta' 300V f'elettrolit tas-silikat għal 5 minuti biex tagħmel kisi ta 'ossidu ħoxnin ta' 20 μ m li fih hydroxyapatite. Dan jagħmel is-saħħa tat-twaħħil tal-għadam 40% aktar b'saħħitha u żżomm id-devjazzjoni tat-tolleranza fi ħdan ± 0.005mm.
Ippakkjar asettiku: Il-partijiet huma sterilizzati bl-ossidu tal-etilene biex jiġi żgurat li jissodisfaw l-istandards ISO 13485 qabel ma jitpoġġew flimkien. Dan iżomm il-kontaminazzjoni milli tbiddel id-daqs tal-partijiet.