ЧПУ постобработка для металлических деталей, изготовленных методом 3D-печати, и запросы коммерческих...
Постобработка на станках с ЧПУ часто является этапом, превращающим металлическую заготовку, полученную печатью, в деталь, готовую к сборке. Аддитивное производство металлов позволяет создавать геометрию, близкую к конечной форме, внутренние каналы и облегченные конструкции, однако резьба, отверстия, базовые площадки, уплотнительные поверхности, посадочные места подшипников и прецизионные крепежные элементы обычно требуют плана финишной обработки методами снятия материала.
Стоимость заказа меняется, когда механическая обработка определяется на раннем этапе. Если покупатель отправляет только STEP-файл, компания Neway может оценить пригодность для печати, но может не знать, какие поверхности контролируют сборку или какие допуски относятся к готовой детали. Чертеж, разделяющий поверхности «как после печати» и элементы, подлежащие обработке на ЧПУ, предотвращает превращение коммерческого предложения в предположение.
Компания Neway рассматривает проекты «печать плюс ЧПУ», проверяя материал, ориентацию построения, контактные точки поддержек, последовательность термообработки, припуск на механическую обработку, доступ к базам, необходимость в электроэрозионной обработке (EDM) и записи окончательного контроля. Цель состоит не в том, чтобы обрабатывать каждую поверхность, а в том, чтобы финишно обработать поверхности, контролирующие функцию, герметичность, расположение, износ и сборку.
Металлические заготовки после печати все еще нуждаются в функциональных интерфейсах
Селективное лазерное сплавление (SLM/DMLS) и другие методы аддитивного производства металлов полезны, когда геометрию трудно получить механической обработкой из сплошной заготовки. Это не означает, что поверхность после печати является правильной приемочной поверхностью для каждого элемента. Напечатанный кронштейн может все еще нуждаться в плоских монтажных площадках. Коллектору могут потребоваться обработанные порты и уплотнительные канавки. Детали из титана могут потребовать финальной расточки отверстий и нарезания резьбы после снятия напряжений.
Обработка на ЧПУ должна быть привязана к функции. Если поверхность только обеспечивает зазор с соседними деталями, она может остаться как после печати или подвергнуться пескоструйной обработке. Если поверхность позиционирует другой компонент, герметизирует жидкость, несет подшипник или определяет базу, ее следует рассмотреть на предмет механической обработки. Такое различие экономит затраты, поскольку дорогостоящая работа применяется только к тем поверхностям, которые действительно важны.
Покупатели также должны решить, является ли первый заказ прототипом для проверки посадки или деталью, предназначенной для производства. Прототип может использовать упрощенную механическую обработку только на нескольких интерфейсах. Повторяющаяся деталь малой серии может потребовать стабильных баз, приспособлений для механической обработки и документированного контроля каждого критического элемента.
Практический обзор часто представляет собой границу «изготовить или купить» внутри одной и той же детали. Аддитивное производство может отвечать за внутреннюю форму и материально-эффективную заготовку, в то время как ЧПУ отвечает за интерфейсы, с которыми фактически соприкасается сборка. Запрос коммерческого предложения должен делать это разделение видимым, чтобы отдел закупок мог сравнивать поставщиков по объему готовой детали, а не сравнивать печатную заготовку с обработанным компонентом.
Стратегия выбора баз должна быть определена до начала построения
План баз не должен откладываться до момента прибытия печатной заготовки в цех механической обработки. Ориентация построения, удаление поддержек, термообработка и горячее изостатическое прессование (HIP) — все это может повлиять на то, как деталь удерживается и измеряется. Если на чертеже нет четких баз, оператор станка может быть вынужден выбрать временные referensi, которые не соответствуют условиям окончательной сборки.
Базовые площадки, крепежные выступы, жертвенные бобышки или дополнительный припуск могут быть добавлены к печатной заготовке, чтобы обеспечить стабильную опору для ЧПУ. Эти элементы могут выглядеть ненужными в готовой CAD-модели, но они могут стать решающим фактором между повторяемой механической обработкой и рискованной установкой. Если покупатель удалит все временные элементы из модели перед запросом предложения, маршрут изготовления готовой детали может стать более дорогим.
Для 3D-печати титана планирование баз особенно важно при наличии тонких стенок, остаточных напряжений или требований к обращению с материалом, чувствительным к кислороду. Для деталей из суперсплавов или нержавеющей стали следы от поддержек и термические деформации также могут повлиять на то, где следует разместить надежную базу для механической обработки.
Последовательность имеет такое же значение, как и выбор базы. Если требуется снятие напряжений, термообработка или HIP, окончательная механическая обработка обычно планируется после этих операций, поскольку заготовка может деформироваться. Некоторым деталям может потребоваться черновая обработка сначала для создания базовых поверхностей, затем термическая обработка, затем чистовая обработка. Эту последовательность следует включать в коммерческое предложение намеренно, а не обнаруживать после первой операции.
Элемент для финишной обработки | Почему рассматривается ЧПУ или EDM | Детали планирования перед печатью | Доказательства контроля |
|---|---|---|---|
Резьбовые отверстия | Напечатанная резьба обычно не является окончательным элементом сборки. | Оставить материал для сверления, нарезания резьбы, фрезерования резьбы или установки вставок. | Резьбомер, положение на КИМ или проверка согласно чертежу. |
Отверстия и посадочные места подшипников | Круглость, диаметр и положение часто определяют функцию. | Ориентировать и подготовить заготовку так, чтобы отверстие было доступно. | КИМ, нутромер или отчет о круглости при необходимости. |
Уплотнительные поверхности | Состояние поверхности и плоскостность могут контролировать утечки. | Защитить поверхность от следов поддержек и оставить припуск на механическую обработку. | Плоскостность, шероховатость поверхности и проверки на герметичность, если указано. |
Базовые площадки | Они контролируют окончательную механическую обработку и выравнивание при контроле. | Добавить площадки или выступы, которые выдержат термообработку и удаление поддержек. | Отчет КИМ, привязанный к схеме базирования чертежа. |
Узкие пазы или внутренние углы | Доступ инструмента может быть ограничен стандартными фрезами ЧПУ. | Проверить, необходима ли EDM для узкой или труднодоступной геометрии. | Размерный контроль, контроль профиля или отчет о поверхности. |
Припуск на механическую обработку — это конструкторское решение
Припуск на механическую обработку должен размещаться там, где требуется финишная обработка, а не добавляться равномерно ко всей модели. Слишком маленький припуск рискует оставить печатную поверхность в функциональной зоне. Слишком большой припуск увеличивает объем построения, количество поддержек, время механической обработки и риск деформации. Правильный припуск зависит от материала, геометрии, термической обработки, доступа приспособлений и окончательного допуска.
Покупатель должен отметить, какие поверхности могут остаться «как после печати», а какие должны быть обработаны механически. Если чертеж применяет жесткие требования к профилю или шероховатости поверхности ко всем внешним стенкам, поставщик может быть вынужден предложить обширную механическую обработку даже там, где она не добавляет функциональной ценности. Более четкий чертеж может снизить затраты, ограничив обработку на ЧПУ реальными поверхностями интерфейсов.
Припуск также влияет на ориентацию построения. Поверхность, требующая механической обработки, не должна располагаться там, где следы от поддержек, ловушки для порошка или доступ инструмента делают финишную обработку излишне сложной. Небольшое изменение ориентации или размещения временного припуска может уменьшить количество установок. Для производства малыми сериями это решение может иметь большее значение, чем сырой объем печати.
Расположение припуска | Причина добавления материала | Риск, если не определено | Примечание покупателя, которое помогает |
|---|---|---|---|
Монтажные площадки | Контроль окончательной плоскостности и высоты. | Печатная поверхность может не соответствовать требованиям сборки. | Указать сопрягаемую деталь и требование к плоскостности. |
Порты и отверстия | Траектория инструмента и контроль окончательного диаметра. | Отверстие может потребовать доработки или быть недоступным. | Отметить критический диаметр, глубину и ориентацию. |
Уплотнительные пояски | Предотвращение утечек и контроль шероховатости поверхности. | Следы от поддержек или шероховатость остаются на уплотнительной поверхности. | Указать уплотняемую среду и требование к отделке, если известно. |
Временные выступы | Базирование заготовки после термообработки или удаления поддержек. | Деталь может не иметь стабильной базы для механической обработки. | Разрешить удаление после окончательной механической обработки. |
Когда EDM должна быть включена в план постобработки
Электроэрозионная обработка (EDM) может быть полезна, когда металлическая деталь, полученная печатью, имеет твердый материал, узкие пазы, деликатные элементы, внутренние углы или поверхности, труднодоступные для вращающихся инструментов. EDM не является заменой каждой операции ЧПУ. Ее следует использовать там, где доступ инструмента, твердость материала, геометрия или требования к поверхности делают ее лучшим методом финишной обработки.
EDM может изменить объем коммерческого предложения, поскольку добавляет настройку, планирование траектории электрода или проволоки, considerations поверхности и потребности в контроле. Если EDM требуется для паза, внутреннего элемента или чистоты поверхности, это должно быть указано в запросе коммерческого предложения, а не обнаружено после печати. Покупатель должен отметить, какие элементы нуждаются в EDM, а какие могут быть обработаны традиционным фрезерованием, сверлением, нарезанием резьбы или развертыванием.
Контроль должен следовать за последовательностью механической обработки
Контроль на координатно-измерительной машине (КИМ) обычно выполняется после окончательной механической обработки, поскольку он проверяет окончательную схему базирования, положения отверстий, взаимосвязь монтажных площадок и критических интерфейсов. Промежуточные проверки все еще могут потребоваться после печати или термообработки, когда заготовка могла сместиться перед ЧПУ. Компьютерная томография (КТ), визуальный осмотр, проверки поверхности или резьбомеры могут быть добавлены, если этого требует чертеж.
Контроль должен соответствовать уровню риска. Прототип кронштейна может требовать только ключевых размеров. Герметичный коллектор может потребовать проверки геометрии портов и уплотнительных поверхностей. Компонент, связанный с медициной или аэрокосмической отраслью, может потребовать определенных покупателем записей и критериев приемки. Компания Neway может поддержать планирование производства и контроля, но требования к квалификации должны исходить из чертежа и спецификации покупателя.
При сравнении нескольких поставщиков спросите, включает ли цена приспособления для механической обработки, проверку доступа инструмента, удаление заусенцев после механической обработки, проверку резьбы и размерную отчетность. Эти пункты могут быть незначительными в предложении для прототипа, но существенными при повторном заказе. Коммерческое предложение, в котором просто сказано «ЧПУ включено», может все еще оставлять неопределенность относительно того, какие поверхности обработаны и какие записи будут предоставлены.
Данные для коммерческого предложения по проекту «Печать плюс ЧПУ»
Для получения надежного коммерческого предложения отправьте STEP-файл, 2D-чертеж, марку материала, количество, условия эксплуатации, предпочтения по процессу печати (если фиксированы), требования к термообработке или HIP, критические размеры, схему базирования, обрабатываемые поверхности, резьбу, отверстия, уплотнительные поверхности, шероховатость поверхности, потребности в EDM, записи контроля и целевые сроки поставки. Укажите, является ли деталь прототипом, инженерным образцом или повторяющимся заказом малой серии.
Если важен контроль затрат, попросите компанию Neway разделить объем печатной заготовки, постобработку на ЧПУ, EDM (если необходимо), поверхностную обработку и записи контроля. Это упрощает решение о том, какие элементы должны быть обработаны сейчас, а какие могут оставаться «как после печати» во время раннего рассмотрения прототипа.
Связанные часто задаваемые вопросы
