मेटल 3डी प्रिंटिंग और सीएनसी मशीनिंग को सबसे उचित तरीके से कैसे संयोजित करें?

一, तकनीकी संपूरकता: "विपक्ष" से "सहजीवन" में एक तार्किक परिवर्तन
मेटल 3डी प्रिंटिंग (उदाहरण के रूप में एसएलएम/डीएमएलएस तकनीक का उपयोग करके) धातु के पाउडर को परत दर परत पिघलाने के लिए लेजर का उपयोग करती है, जिससे एक ही बार में जटिल आंतरिक संरचनाओं का निर्माण संभव हो जाता है। इसके मुख्य लाभ हैं:
स्वतंत्रता की संरचनात्मक डिग्री में निर्णायक: जाली संरचनाएं, अनुरूप शीतलन चैनल, असमान सतहें और अन्य चीजें बनाने में सक्षम जो सामान्य सीएनसी मशीनें नहीं कर सकती हैं। उदाहरण के लिए, एक निश्चित हाइड्रोलिक वाल्व बॉडी को 3डी प्रिंटिंग के माध्यम से कंपित तेल सर्किट मिलते हैं, जो प्रवाह चैनल को 300% अधिक जटिल बना देता है। सीएनसी मशीनिंग के लिए कई क्लैंप की आवश्यकता होती है और यह सुनिश्चित करना कठिन है कि यह सील हो।
एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग में कोई भी सामग्री बर्बाद नहीं होती है, और सामग्री उपयोग दर 90% से ऊपर हो सकती है, जो सीएनसी मशीनिंग के लिए 50% से 70% दर से कहीं अधिक है।
जल्दी से पुनरावृत्त करने की क्षमता: डिजिटल मॉडल को बदलने के बाद, इसे बिना दोबारा बनाए तुरंत मुद्रित किया जा सकता है। इससे नए सामान को विकसित करने में लगने वाला समय महीनों से घटकर दिनों में रह गया है।
लेकिन 3डी प्रिंटिंग की प्रारंभिक सटीकता (± 0.04 मिमी) और सतह खुरदरापन (Ra12.5 μ मीटर) उच्च परिशुद्धता असेंबली की आवश्यकताओं को पूरा करना कठिन बना देती है। यह तब होता है जब सीएनसी मशीनिंग बहुत महत्वपूर्ण हो जाती है:
आकार सुधार: मुद्रण के दौरान सिकुड़न विकृति की भरपाई के लिए, आपको मशीन टूल गाइड सतह को ± 0.02 मिमी की सटीकता तक मिल करना चाहिए।
सतह परिष्करण: सटीक मिलिंग सतह के खुरदरेपन को कास्ट अवस्था में Ra12.5 μm से Ra1.6 μm तक बढ़ा देती है, और मिरर पॉलिशिंग इसे Ra0.2 μm तक भी बढ़ा सकती है।
मुख्य विशेषता मशीनिंग: सीएनसी सभी प्रकार की स्थानीय मशीनिंग करने में बहुत अच्छी है, जैसे उच्च परिशुद्धता के साथ अंतिम चेहरे और उच्च परिशुद्धता के साथ थ्रेडेड छेद बनाना।
2, एक सामान्य उपयोग का मामला तब होता है जब आपको जटिल संरचना और सटीक आवश्यकताओं दोनों को पूरा करने की आवश्यकता होती है।
1. एयरोस्पेस व्यवसाय में हल्का होने और अधिक वजन उठाने में सक्षम होने के बीच संतुलन की आवश्यकता होती है।
एक एयरोस्पेस व्यवसाय इंजन दहन कक्ष बनाने के लिए "3डी प्रिंटिंग+सीएनसी" विधि का उपयोग करता है:
3डी प्रिंटिंग प्रक्रिया: इनकोनेल 718, जो एक निकल आधारित उच्च तापमान वाला मिश्र धातु है, से अनुरूप कूलिंग चैनलों के साथ जटिल आकृतियों को प्रिंट करना। यह संरचनाओं को 35% हल्का बनाता है और 1200 डिग्री तक तापमान को संभालने में सक्षम बनाता है।
सीएनसी प्रक्रिया: यह सुनिश्चित करने के लिए कि यह उच्च दबाव स्थितियों में अच्छी तरह से काम करता है, सीलिंग सतह की 0.01 मिमी की समतलता तक अल्ट्रा-सटीक मशीनिंग।
प्रभाव सत्यापन: उत्पादन चक्र मानक कास्टिंग और वेल्डिंग विधियों की तुलना में 60% कम है, और थकान जीवन दोगुना लंबा है।
2. चिकित्सा प्रत्यारोपण: वैयक्तिकरण और जैव अनुकूलता का मिश्रण
टाइटेनियम मिश्र धातु आर्थोपेडिक प्रत्यारोपण कैसे बनाए जाते हैं:
3डी प्रिंटिंग: रोगी के सीटी डेटा का उपयोग करके, 60% से 80% की छिद्रता और 200 से 500 माइक्रोमीटर के छिद्र आकार के साथ एक छिद्रपूर्ण ऊरु स्टेम प्रिंट करें। यह प्राकृतिक अस्थि ट्रैबेकुले के आकार की नकल करेगा।
सीएनसी मशीनिंग: शंक्वाकार संभोग सतह की सटीक मिलिंग जो अस्थि मज्जा गुहा को छूती है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि यह एच 7 स्तर की सहनशीलता को पूरा करती है और जैविक निर्धारण प्राप्त करती है।
सतह का उपचार: सैंडब्लास्टिंग और एनोडाइजिंग सतह को खुरदरा बना देते हैं, जिससे हड्डी की कोशिकाओं को उस पर चिपकने में मदद मिलती है।
3. औद्योगिक सांचे: जटिल प्रवाह चैनलों और अच्छे शीतलन के बीच एक अच्छा संतुलन
एक निश्चित मोल्ड कंपनी मिश्रित विनिर्माण समाधान का उपयोग करती है:
3डी प्रिंटिंग एक साथ आंतरिक शीतलन चैनलों की तीन परतों के साथ एक मोल्ड कोर बनाती है। यह कूलिंग को 30% अधिक प्रभावी बनाता है और मानक ब्लॉक स्प्लिसिंग के साथ होने वाली लीक की समस्या को ठीक करता है।
सीएनसी मशीनिंग: प्लास्टिक के हिस्सों को निकालना आसान बनाने के लिए पार्टिंग सतह को Ra0.4 μm पर पॉलिश करें।
लागत तुलना: प्रति टुकड़े की लागत 42% कम हो गई है, और वेल्डिंग विरूपण से मोल्ड स्क्रैप के बारे में चिंता करने की कोई आवश्यकता नहीं है।
3, प्रक्रिया एकीकरण का मार्ग: डिज़ाइन से लेकर पोस्ट प्रोसेसिंग तक पूरी प्रक्रिया में सुधार करना
1. डिज़ाइन चरण: विनिर्माण प्रक्रिया की सीमाओं के आधार पर टोपोलॉजी को अनुकूलित करें।
डीएफएएम (एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग के लिए डिज़ाइन): ताकत बनाए रखते हुए वजन को आधा करने के लिए जाली संरचना उत्पन्न करने की विधि का उपयोग करना।
आरक्षित मशीनिंग भत्ता: उन तत्वों के लिए 0.3-0.5 मिमी अलग रखें जिन्हें सीएनसी फिनिशिंग की आवश्यकता होती है, जैसे असेंबली सतह और छेद प्लेसमेंट। यह मुद्रण परत पैटर्न को सटीकता को प्रभावित करने से रोकेगा।
समर्थन संरचना का अनुकूलन: समर्थन की मात्रा में कटौती करने के लिए सिमुलेशन विश्लेषण का उपयोग करें और यह सुनिश्चित करें कि सीएनसी उपकरण अभी भी आसानी से उपलब्ध हों। उदाहरण के लिए, एक निश्चित विमानन ब्रैकेट के लिए समर्थन को गैर-मशीनीकृत सतह पर रखा जाता है, जो सीएनसी मशीनिंग समय को 30% तक कम कर देता है।
2. मुद्रण चरण: सेटिंग्स को विनियमित करने और पोस्ट प्रोसेसिंग करने के लिए मिलकर काम करना
Choose spherical powder (flowability>30s/50g) पाउडर को अधिक समान रूप से वितरित करने और सरंध्रता को 0.5% से कम करने के लिए।
ताप उपचार तकनीक में 2 घंटे के लिए 650 डिग्री पर तनाव राहत एनीलिंग और घनत्व को 99.9% से ऊपर बढ़ाने के लिए गर्म आइसोस्टैटिक दबाव (एचआईपी) शामिल है।
दिशा नियंत्रण: लटकते निर्माणों के लिए आवश्यक समर्थन की मात्रा में कटौती करने के लिए तत्वों को रखने के लिए सर्वोत्तम कोण खोजने के लिए मैजिक्स सॉफ़्टवेयर का उपयोग करें।
3. सीएनसी मशीनिंग चरण: पांच-अक्ष लिंकेज और स्मार्ट मुआवजा
पांच{0}}अक्ष मशीनिंग केंद्र: सीमेंस 840डी प्रणाली का उपयोग जटिल सतहों को एक बार में क्लैंप करने और मशीनिंग करने के लिए किया जाता है, जो स्थिति में गलतियों को रोकता है।
डिजिटल ट्विन तकनीक: वेरिकट सिमुलेशन का उपयोग करके यह अनुमान लगाना कि मशीनिंग कैसे बदलेगी और समय से पहले मॉडल में समायोजन करना। उदाहरण के लिए, सिमुलेशन ने किसी दिए गए टरबाइन ब्लेड की समोच्च सटीकता को ± 0.05 मिमी से ± 0.02 मिमी तक सुधार दिया।
मशीन निरीक्षण पर: वास्तविक समय में मशीनिंग आयामों पर नजर रखने और उपकरण खराब होने के कारण होने वाली गलतियों को ठीक करने के लिए रेनिशॉ जांच का उपयोग करना।
4. सतह के उपचार का चरण: कार्यात्मकता और अलंकरण का संयोजन
सैंडब्लास्टिंग उपचार: कोटिंग को बेहतर ढंग से चिपकाने में मदद करने के लिए सतह की खुरदरापन Ra3.2 μm बनाने के लिए 120 जाल कांच के मोतियों का उपयोग करें।
सूक्ष्म चाप ऑक्सीकरण: टाइटेनियम मिश्र धातु की सतह पर 10 माइक्रोन मोटी सिरेमिक कोटिंग बनाएं। फिल्म 1000HV कठोर है और घिसाव के प्रति पांच गुना अधिक प्रतिरोधी है।
पीवीडी कोटिंग: TiN कोटिंग लगाने से सतह सख्त (2200HV) हो जाती है और इसे सुनहरा लुक मिलता है।