Промышленная обработка поверхности металлических деталей, изготовленных методом 3D-печати
Обработка поверхности промышленных металлических деталей, изготовленных методом 3D-печати, должна начинаться с функции детали, а не с общего запроса на более гладкую поверхность. Металлический компонент, полученный печатью, может требовать защиты от коррозии, контроля износа, теплоизоляции, подготовки к герметизации, эстетического вида или безопасного обращения. Это разные задачи финишной обработки.
Стоимость меняется, когда покупатель определяет, какие поверхности нуждаются в обработке и почему. Наружная стенка, не контактирующая с другими деталями, может требовать только пескоструйной обработки или базовой очистки. Уплотнительная площадка может потребовать механической обработки перед финишным покрытием. Алюминиевый корпус может потребовать анализа анодирования или конверсионного покрытия. Деталь из жаропрочного суперсплава для горячей секции может потребовать оценки теплозащитного покрытия после стабилизации маршрута изготовления металла.
Компания Neway рассматривает обработку поверхности после проверки материала, состояния после печати, следов от поддержек, поверхностей после ЧПУ-обработки, последовательности термообработки и требований к приемке. Правильная отделка должна защищать готовую деталь, не скрывая производственную проблему, которую следовало решить ранее.
Требования к чистоте поверхности должны быть функциональными
Примечание о чистоте поверхности при 3D-печати должно объяснять причину требования. Внешний вид, защита от коррозии, трение, очистка, герметизация жидкостей, адгезия покрытия и тепловое воздействие не приводят к одному и тому же процессу. Если на чертеже указано только «гладкая отделка», поставщик может не знать, ожидается ли пескоструйная обработка, галтовка, полировка, механическая обработка, пассивация, анодирование, нанесение покрытия или другая обработка.
Обработка поверхности также зависит от начального состояния. Поверхности в состоянии «как напечатано», поверхности контакта с поддержками, поверхности после ЧПУ-обработки, поверхности после электроэрозионной обработки (EDM) и поверхности после термообработки могут реагировать по-разному. Поверхность с глубокими следами от поддержек может потребовать механической обработки или сглаживания перед нанесением покрытия. Прецизионную уплотнительную поверхность не следует обрабатывать так же, как декоративную наружную стенку.
Покупатели должны отмечать зоны обработки на чертеже. Обработка всей детали может быть излишней, а иногда и вредной, если толщина покрытия, маскировка или изменение поверхности влияют на сборку. Целевое требование позволяет сосредоточить коммерческое предложение на поверхностях, которые имеют значение.
Также следует указать этап производства. Прототипу может требоваться только пескоструйная обработка для удаления свободного порошка и улучшения удобства обращения. Опытной партии может потребоваться предполагаемый процесс нанесения покрытия, чтобы можно было проверить сборку и поведение при коррозии. Повторяющийся заказ малой серии может требовать определенной маскировки, согласованности партии и записей инспекции. Эти этапы не следует оценивать как один и тот же пакет финишной обработки.
Выбор материала определяет практическую применимость отделки
Алюминий, нержавеющая сталь, титан, медь, углеродистая сталь и никелевые суперсплавы не имеют одинаковых маршрутов финишной обработки. Напечатанные алюминиевые сплавы могут требовать анодирования, конверсионного покрытия, пескоструйной обработки, полировки или анализа механической обработки в зависимости от сплава и функции. Нержавеющая сталь может требовать пассивации или полировки для защиты от коррозии или очистки. Углеродистая сталь может требовать защитного покрытия для снижения риска коррозии.
Детали из никелевых суперсплавов и титана часто требуют обработки поверхности после принятия решений о ЧПУ-обработке, термообработке или горячем изостатическом прессовании (HIP). Деталь горячей секции может требовать анализа покрытия, но покрытие не может исправить плохое удаление поддержек, неправильный материал или отсутствие механической обработки на функциональных поверхностях. Медные детали могут требовать поверхностной защиты или отделки, которая не компрометирует поверхности теплового или электрического контакта.
Материал или поверхность | Общий вопрос по обработке | Риск для проверки перед оценкой | Примечание покупателя, которое поможет |
|---|---|---|---|
Алюминиевые детали, полученные печатью | Анодирование, конверсионное покрытие, пескоструйная обработка или декоративная отделка. | Пригодность сплава, обработанные поверхности, маскировка и целевой внешний вид. | Укажите требования к коррозионной стойкости, внешнему виду или электрическому контакту. |
Нержавеющая сталь | Пассивация, полировка или очистка поверхности. | Контакт с жидкостью, следы от поддержек и обработанные уплотнительные зоны. | Отметьте смачиваемые поверхности и ожидания по чистоте. |
Никелевые суперсплавы | Высокотемпературное покрытие, полировка или защита от окисления. | Термообработка, HIP, удаление поддержек и адгезия покрытия. | Предоставьте данные о температурном воздействии и требования к покрытию, если они указаны. |
Детали из медных сплавов | Защита поверхности без компрометации контактной функции. | Зоны теплового или электрического интерфейса могут требовать маскировки. | Отдельно идентифицируйте токопроводящие грани и поверхности, не участвующие в контакте. |
Анодирование алюминия и конверсионные покрытия требуют ранних примечаний
Анодирование может обсуждаться для алюминиевых деталей, когда важны коррозионная стойкость, внешний вид или защита поверхности. Для аддитивного алюминия покупатель должен подтвердить маршрут сплава, состояние поверхности, обработанные зоны и то, должны ли какие-либо поверхности оставаться токопроводящими или контролируемыми по размерам. Не каждую поверхность алюминиевой детали, полученной методом аддитивного производства (AM), следует обрабатывать одинаково.
Конверсионное покрытие или другая химическая обработка могут быть рассмотрены, когда покупателю требуется защита от коррозии с учетом других электрических или размерных характеристик. Маскировка может быть важна для резьбы, посадочных мест подшипников, уплотнительных поверхностей, электрических контактов или элементов плотной сборки. Если маскировка не указана, объем финишной обработки может не соответствовать требованиям окончательной сборки.
К ожиданиям по цвету или косметическому виду следует подходить осторожно. Аддитивные поверхности могут проявлять текстуру, следы ориентации построения или зоны ремонта поддержек после отделки. Если важен внешний вид, определите видимые поверхности и стандарт приемки вместо ожидания равномерного косметического результата на каждой напечатанной стенке.
Для алюминиевых деталей с резьбовыми отверстиями, посадочными местами подшипников или площадками электрического контакта маскировка и последующая доработка (chasing) могут быть частью коммерческого предложения. Если покупатель не идентифицирует эти зоны, поставщик может обработать всю поверхность, что создаст дополнительную работу по сборке позже. Простой размеченный чертеж может предотвратить такое несоответствие.
Теплозащитные и защитные покрытия зависят от теплового воздействия
Теплозащитные покрытия (TBC) актуальны, когда металлическая деталь, полученная печатью, сталкивается с высокотемпературным воздействием, термическим циклированием, окислением или контактом с горячими газами. Анализ TBC должен проводиться после того, как покупатель подтвердит материал, термообработку, подготовку поверхности, зону покрытия и требования к инспекции. Это не универсальная отделка для каждой печати из суперсплава.
Защитные покрытия могут изменять размеры, текстуру поверхности и зазоры при сборке. Покрытие на некритичной наружной стенке может быть приемлемым, в то время как то же покрытие на уплотнительной площадке, посадочном месте подшипника или узком пазу может создать проблемы посадки. На чертеже следует указать покрываемые поверхности, маскируемые поверхности и любые требования к инспекции или финишной обработке после нанесения покрытия.
Адгезия покрытия может зависеть от подготовки поверхности. Следы от поддержек, оксиды, загрязнения и грубая механическая обработка — все это может повлиять на результат. Если покупатель требует покрытия для защиты от тепла, коррозии или износа, запрос коммерческого предложения (RFQ) должен включать условия эксплуатации и указывать, должен ли поставщик покрытия получать механически обработанную, пескоструйную, полированную или иначе подготовленную поверхность.
Цель отделки | Возможный маршрут для анализа | Проблема подготовки поверхности | Деталь приемки для определения |
|---|---|---|---|
Коррозионная стойкость | Пассивация, анодирование, конверсионное покрытие или защитное покрытие. | Совместимость материалов и состояние обработанной поверхности. | Среда воздействия и поверхности, требующие защиты. |
Износостойкость или долговечность при обращении | Полировка, покрытие, анализ наплавки твердым сплавом или локальная механическая обработка. | Геометрия контактной зоны и начальная шероховатость. | Поверхности скольжения, захвата или контакта. |
Тепловая защита | TBC или высокотемпературное защитное покрытие. | Подготовка поверхности, зона соединения и последовательность термообработки. | Температурная среда и маскируемые интерфейсы. |
Косметический внешний вид | Пескоструйная обработка, галтовка, полировка или цветная отделка, если применимо. | Следы от поддержек и текстура построения могут оставаться видимыми. | Видимые поверхности и метод приемки по внешнему виду. |
Обработка поверхности должна следовать за этапами механической и термической обработки
Обработка поверхности должна быть согласована по последовательности с печатью, удалением поддержек, термообработкой, HIP, ЧПУ-обработкой, электроэрозионной обработкой (EDM) и инспекцией. Если деталь покрывается до окончательной механической обработки, покрытие может быть удалено с функциональной поверхности. Если уплотнительная поверхность полируется до термообработки, последующее перемещение может изменить_finished_ соотношение. Если пассивация или покрытие выполняются до снятия заусенцев, кромки могут не соответствовать требованиям приемки.
Покупатель должен сообщить компании Neway, какие поверхности являются окончательными после ЧПУ, какие поверхности остаются напечатанными, а какие получают покрытие или химическую обработку. Когда маршрут финишной обработки неясен, лучше оценить требуемые и опциональные строки обработки отдельно, чтобы отдел закупок мог выбрать правильный объем для прототипа или мелкосерийного производства.
Приемка должна быть определена до начала отделки. Для внешнего вида это может означать согласование видимых зон. Для коррозии или химического воздействия это может означать спецификацию материала и обработки. Для тепловой защиты это может означать площадь покрытия и маскируемые элементы. Для сборки это может означать подтверждение того, что толщина покрытия не мешает сопрягаемым деталям.
Детали запроса коммерческого предложения (RFQ) для промышленной отделки поверхности
Для получения надежного коммерческого предложения по обработке поверхности отправьте STEP-файл, 2D-чертеж, марку материала, количество, процесс печати (если известен), статус термообработки или HIP, обработанные поверхности, зоны контакта с поддержками, цель чистоты поверхности, требования к покрытию или химической обработке, зоны маскировки, записи инспекции и условия применения. Отметьте, является ли требование функциональным, косметическим, связанным с коррозией, теплом, износом или очисткой.
Если на чертеже еще не определена отделка, запросите у компании Neway оценку практичных вариантов для целевого материала и применения. Полезное сравнение разделяет подготовку поверхности, нанесение покрытия или обработку, маскировку, инспекцию после обработки и любую доработку, необходимую на критических интерфейсах.
Связанные часто задаваемые вопросы
