أجزاء المعدن المطبوعة: تفاوتات التشكيل بالتفريغ الكهربائي (EDM) وتشطيب السطح
تُعد تفاوتات التشكيل بالتفريغ الكهربائي (EDM) وتشطيب السطح أمرًا بالغ الأهمية عندما تحتوي أجزاء المعدن المطبوعة على ميزات يصعب تشطيبها بالطحن أو الحفر أو التلميع العاديين. يمكن للتصنيع بالإضافة إنتاج شكل معدني شبه نهائي، لكن بعض الفتحات الضيقة، والزوايا الداخلية، والسبائك الصلبة، والجدران الرقيقة الحساسة، وأسطح الإغلاق تحتاج إلى طريقة تشطيب لا تعتمد على قوة القطع.
يجب على المشتري النظر في استخدام EDM مبكرًا عندما يتطلب الجزء هندسة محلية دقيقة، وتحكمًا دقيقًا في السطح، وتشطيبًا لمواد صلبة، أو الوصول إلى ميزات لا تستطيع أدوات CNC القياسية الوصول إليها. إذا تم اكتشاف الحاجة إلى EDM بعد الطباعة، فقد لا يمتلك الجزء المخزون الصحيح، أو إمكانية الوصول، أو استراتيجية النقاط المرجعية اللازمة للعملية.
تراجع شركة Neway التشكيل بالتفريغ الكهربائي كعملية لاحقة مرتبطة بالرسم الهندسي. يجب تسعير EDM بناءً على الميزة ومتطلبات القبول، وليس كملصق تشطيب عام يُطبق على الجزء بأكمله.
متى يكون EDM أفضل من القطع القائم على القوة
عادةً ما يكون التشغيل باستخدام الحاسب الآلي (CNC) هو مسار التشطيب الأول للنقاط المرجعية، والمنصات، والثقوب، والخيوط. يصبح EDM ذا صلة عندما تخلق قوة القطع، أو قطر الأداة، أو الصلادة، أو الوصول الهندسي مخاطر. يمكن أن تجعل السبائك الفائقة المطبوعة، والتيتانيوم، والفولاذ المقسى، وميزات الجدران الرقيقة الحساسة من مراجعة EDM أمرًا يستحق الدراسة بعد اختيار مسار التصنيع بالإضافة.
تشمل المرشحين النموذجيين لـ EDM الفتحات الضيقة، والزوايا الداخلية الحادة، والملامح الدقيقة، والأسطح التي يصعب الوصول إليها، والفتحات الصغيرة، والميزات التي قد تنحرف تحت أداة قطع تقليدية. يمكن أن يكون قطع الأسلاك بالـ EDM مفيدًا للميزات العابرة والملامح. قد تتم مراجعة غمر الـ EDM (Sinker EDM) عند التعامل مع التجاويف المشكّلة، أو التحكم المحلي في السطح، أو التفاصيل غير العابرة. يعتمد الاختيار على الهندسة ومتطلبات القبول.
لا يحل EDM محل مراجعة التصميم. لا يزال الجزء يحتاج إلى هندسة يمكن الوصول إليها، وخطة للنقاط المرجعية، ومخزون كافٍ حيثما يلزم التشطيب. قد لا تكون الميزة المطبوعة المحصورة داخل قناة أو المحجوبة بجدران مجاورة قابلة للوصول لمجرد ذكر EDM في طلب عرض الأسعار (RFQ).
يجب مراجعة مسار السلك أو وصول القطب الكهربائي قبل الطباعة. قد تتطلب ميزة القطع بالسلك ثقب بدء أو حافة مفتوحة. قد تتطلب ميزة غمر الـ EDM مساحة لاقتراب القطب الكهربائي والغسل. إذا لم يترك تصميم التصنيع بالإضافة مجال وصول لهذه العناصر، فقد يحتاج المشتري إلى تغيير الميزة، أو تقسيم المكون، أو قبول طريقة تشطيب مختلفة.
تعتمد تفاوتات EDM على هندسة الميزة
كثيرًا ما يطلب المشترون تفاوتات تشغيل EDM وكأن قيمة واحدة تنطبق على كل ميزة. عمليًا، تعتمد التفاوتات على المادة، وحجم الميزة، ووصول القطب الكهربائي أو السلك، وإعداد النقاط المرجعية، والظروف الحرارية، وطريقة الفحص. لا تحمل الفتحة الضيقة، والملامح الدقيقة، والجدار الرقيق، ومنطقة الإغلاق نفس مستوى المخاطرة.
يجب أن يوضح الرسم الأبعاد الحرجة للوظيفة والأسطح التي تعتبر مرجعية أو للتخلية فقط. إذا طُبقت تفاوتات ضيقة بشكل واسع على الجزء المطبوع بأكمله، فقد يتضمن العرض التسعيري تشطيبًا غير ضروري. إذا خُصصت التفاوتات فقط للميزات التي يتحكم فيها EDM، فيمكن للمورد تخطيط العملية والفحص بدقة أكبر.
يُعد استقرار النقاط المرجعية جزءًا من تخطيط التفاوتات. يمكن لـ EDM الحفاظ على ميزة محلية فقط بقدر ما يمكنreference الجزء وتقييده. إذا تحركت القطعة المطبوعة الخام بعد المعالجة الحرارية، أو إزالة الدعامات، أو التشغيل الخشن، فيجب أن يشير إعداد EDM إلى نقاط مرجعية مُشطبة بدلاً من الأسطح المطبوعة الخام كلما تطلب الرسم دقة موضعية.
نوع ميزة EDM | لماذا تتم مراجعة EDM | متغير التسعير | طريقة الفحص لتحديدها |
|---|---|---|---|
فتحة ضيقة أو ملامح | قد لا تناسب الأدوات الدوارة أو قد تترك نصف قطر زاوية غير مرغوب فيه. | مسار السلك، ثقب البدء، حالة المخزون، والمرجع النقطي. | CMM، فحص بصري، أو قياس الملامح حسب المواصفات. |
سطح سبيكة صلبة | قد يجعل تآكل الأداة أو قوة القطع الطحن أقل استقرارًا. | حالة المادة، مساحة السطح، وكمية الإزالة. | فحص الأبعاد وتقرير حالة السطح عند الاقتضاء. |
ميزة رقيقة حساسة | قد تتسبب قوة القطع الميكانيكية في انحراف الجزء أو تلفه. | تثبيت الشغلة، الدعم بعد الطباعة، وتسلسل التشطيب. | سمك الميزة، الملامح، وحالة الحافة البصرية. |
سطح إغلاق أو تلامس | قد يتحكم نسيج السطح واستواؤه في الوظيفة. | مستوى تشطيب EDM، التلميع اللاحق، ونطاق الفحص. | تشطيب السطح، الاستواء، وأدلة التسرب إذا تم تحديدها. |
يجب تحديد تشطيب السطح بناءً على الوظيفة
يمكن أن يكون تشطيب سطح EDM مفيدًا عندما يحتاج جزء المعدن المطبوع إلى نسيج محلي متحكم به أو تشطيب أدق من الحالة بعد الطباعة مباشرة. يجب على المشترين تحديد الأماكن التي يهم فيها تشطيب السطح: سطح الإغلاق، التلامس الانزلاقي، تفاصيل شبيهة بالقالب، الوصول إلى ممر التدفق، أو الميزة الدقيقة المرئية. قد تؤدي الملاحظة العامة التي تطلب تشطيب سطح EDM على الجزء بأكمله إلى تكاليف غير ضرورية.
يُعد التشطيب المرآتي على أجزاء مطبوعة ثلاثية الأبعاد موضوعًا منفصلًا. قد يساعد EDM في إنشاء أو تحضير أسطح معينة، لكن السطح النهائي قد يعتمد أيضًا على التلميع، وإمكانية الوصول، والمادة، والهندسة، والحالة الأولية بعد الطباعة. إذا تطلب المشتري منطقة ذات مظهر مرآتي، فيجب أن يحدد طلب عرض الأسعار (RFQ) السطح الدقيق وطريقة القبول. ولا ينبغي أن يعني ذلك أنه يمكن تحويل كل جدار مطبوع إلى نفس التشطيب.
تُعد مقالة Neway الحالية حول إنشاء سطح مرآتي بالـ EDM على أجزاء مطبوعة ثلاثية الأبعاد مفيدة عندما يكون الشغل الرئيسي هو المظهر المحلي أو جودة سطح التلامس. بالنسبة لطلب عرض أسعار للإنتاج، يجب لا يزال ربط هذا التشطيب بالرسم الهندسي وأدلة الفحص.
يجب أن تأخذ توقعات تشطيب السطح في الاعتبار أيضًا طبقة إعادة الصب (recast layer)، وحالة الحافة، والتنظيف أو التلميع اللاحق حيثما يحدده المشتري. لا ينبغي لشركة Neway افتراض أن سطح EDM يلبي تلقائيًا متطلبات الإغلاق، أو الانزلاق، أو التجميل. يجب أن يحدد الرسم سطح القبول وما إذا كانت حالة EDM نهائية أم مجرد خطوة وسيطة قبل التلميع أو الطلاء.
يجب تسلسل عمليات EDM و CNC معًا
غالبًا ما تكون EDM خطوة واحدة ضمن مسار تشغيل لاحق أكبر. قد تحتاج القطعة الخام المطبوعة أولاً إلى تخفيف الإجهاد، وإزالة الدعامات، وتشغيل النقاط المرجعية، و CNC خشن، و EDM، و CNC تشطيب، وإزالة الحواف، وفحص نهائي. يعتمد الترتيب الدقيق على المادة وأي ميزة تتحكم في الجزء.
إذا جاءت EDM قبل تشغيل النقاط المرجعية، فقد يفتقر الإعداد إلى مرجع مستقر. إذا جاءت EDM بعد CNC النهائي، فقد يحتاج الجزء إلى حماية حتى لا تتلف الوجوه المُشطبة أثناء المناولة. إذا حدثت المعالجة الحرارية بعد EDM، فيجب على المشتري مراجعة ما إذا كان الحركة الأبعادية يمكن أن تؤثر على الميزة المُشطبة. تنتمي قرارات التسلسل هذه إلى عرض السعر قبل إصدار أمر الشراء.
بالنسبة لأجزاء المعدن المطبوعة عالية القيمة، قد يكون من المفيد تسعير سير عمل العينة الأولى بشكل منفصل عن العمل المتكرر. تؤكد العينة الأولى المخزون، وإمكانية الوصول، ومسار EDM، وطريقة الفحص. بمجرد إثبات سير العمل، يمكن تسعير الأجزاء المتكررة بتسلسل عمليات أوضح وافتراضات أقل. يختلف ذلك عن معالجة EDM كملاحظة تشطيب عامة.
اختيار المسار | يستخدم عندما | محرك التكلفة | قرار المشتري |
|---|---|---|---|
CNC فقط | وصول الأداة واضح والهندسة تقبل نصف قطر القاطع العادي. | عدد الإعدادات، مدى وصول الأداة، حالة المادة، ونطاق التفاوتات. | أي الوجوه والثقوب تحتاج إلى تفاوتات مُشطبة. |
EDM بالإضافة إلى CNC | تحتاج بعض الميزات إلى تشطيب منخفض القوة أو ذو ملامح حادة. | إعداد النقاط المرجعية، مسار EDM، تخطيط القطب أو السلك، والفحص. | أي الميزات يتم التحكم فيها بواسطة EDM وأيها يبقى تحت تحكم CNC. |
EDM بالإضافة إلى التلميع | تم تحديد تشطيب سطح محلي أو منطقة ذات مظهر مرآتي. | إمكانية الوصول، استجابة المادة، السطح الابتدائي، والتشطيب اللاحق. | مساحة السطح الدقيقة وأدلة القبول. |
بدون EDM | الميزة المطبوعة غير حرجة أو يمكن إعادة تصميمها للطحن. | مراجعة تغيير التصميم وتقليل نطاق التشطيب. | ما إذا كان نصف القطر، أو التخفيف، أو فتحة أكبر مقبولاً. |
أدلة القبول لأجزاء AM المُشطبة بـ EDM
يجب أن يتبع الفحص ميزة EDM. قد تحتاج الملامح إلى قياس CMM أو بصري. قد تحتاج الفتحة إلى فحوصات العرض، والموضع، وحالة الحافة. قد يتطلب شرط تشطيب السطح ذكر الطريقة على الرسم. قد تحتاج الميزة الداخلية الحساسة إلى أدلة بصرية، أو تصوير مقطعي محوسب (CT)، أو مراجعة خاصة بالقسم إذا تعذر الوصول إليها بالفحص العادي.
يجب على المشترين تجنب طلب كل تقرير ممكن افتراضيًا. تضيف سجلات المواد، وسجلات المعالجة الحرارية، و CMM، وتقارير تشطيب السطح، والفحص البصري جميعها عبء عمل. النهج المفيد هو تحديد الميزات التي يتحكم فيها EDM وتتطلب أدلة، والميزات التي تحتاج فقط إلى مراجعة إتقان العمل القياسية.
عندما تكون الميزة داخلية أو مخفية جزئيًا، قد لا يثبت الفحص العادي المتطلب. قد تتم مناقشة مراجعة CT، أو الوصول الخاص بالقسم، أو تصميم المقاييس، أو الاختبار الوظيفي اعتمادًا على الجزء. إذا احتاج المشتري إلى تلك الأدلة، فيجب ذكرها في مرحلة طلب عرض الأسعار (RFQ) حتى لا تُضاف تكلفة الفحص والجدول الزمني بعد اكتمال العملية.
نطاق طلب عرض الأسعار (RFQ) لتشطيب EDM بعد تصنيع المعدن بالإضافة (AM)
لتسعير EDM على أجزاء المعدن المطبوعة، أرسل ملف STEP، والرسم ثنائي الأبعاد، ودرجة المادة، والكمية، وعملية الطباعة إذا كانت معروفة، وحالة المعالجة الحرارية، ومخطط النقاط المرجعية، والميزات التي يتحكم فيها EDM، والتفاوت المطلوب، وتشطيب السطح المستهدف، وقيود الوصول، وتوقعات التلميع، وسجلات الفحص. حدد ما إذا كان EDM إلزاميًا أم ما إذا كان بإمكان Neway اقتراح CNC أو تعديلات في التصميم لتسهيل التشطيب.
إذا كان الجزء لا يزال قيد التطوير، افصل عمليات EDM المطلوبة عن ترقيات التشطيب الاختيارية. يسمح ذلك لقسم المشتريات برؤية سعر الجزء المُشطب الأساسي والتكلفة الإضافية للتفاوتات الأكثر صرامة أو تحسين تشطيب السطح قبل الالتزام بمسار الإنتاج.
أسئلة شائعة ذات صلة
