Hoe verwijder ik interne ondersteuningsstructuren tijdens de na-verwerking?

一, Verbetering van het ontwerp van de draagconstructie: van ‘passieve verwijdering’ naar ‘actieve preventie’
1. Slimme manier om de ondersteuningsindeling te plannen
Raster- of kolomontwerpen zijn gebruikelijk in traditionele ondersteuningssystemen, hoewel ze poederresten kunnen achterlaten en het oppervlak kunnen beschadigen. Modern ontwerp helpt lay-outs te optimaliseren met software-algoritmen, zoals:
Diagonale ondersteuning: Een diagonale ondersteuning van 45 graden wordt gebruikt om onderdelen en printplatforms in ingewikkelde constructies zoals pijpleidingen met elkaar te verbinden. Hierdoor wordt het aantal contactpunten verminderd en wordt de na-verwerking eenvoudiger.
Ontwerp van breukpunten: het toevoegen van zandloper- of tand{0}}vormige kenmerken aan de verbinding tussen de steun en de secties om een ​​"beheersbare breuk" te creëren via vooraf- ingestelde zwakke punten. Dit voorkomt oppervlakte-depressies die kunnen optreden bij regelmatig maaien.
Ondersteuning voor regionalisering: Het gebruik van software om het geprojecteerde oppervlak van de ondersteuning groter te maken en het te concentreren op minder belangrijke regio's (zoals vlakken in plaats van oppervlakken), waardoor de invloed op functionele oppervlakken kleiner wordt.
2. Strategie voor het differentiëren van materialen
De door de Arizona State University voorgestelde elektrochemische verwijderingstechnologie bereikt een "niet-destructieve verwijdering" door selectief ondersteunende materialen (zoals koolstofstaal) te corroderen terwijl het hoofdgedeelte van het onderdeel (zoals roestvrij staal) behouden blijft. Deze technologie moet aan de volgende criteria voldoen:
Het verschil in elektrochemische potentiaal tussen het ondersteunende materiaal en het componentmateriaal moet groter zijn dan 0,2 V. De elektrolytoplossing moet een hoge selectiviteit hebben (de corrosiesnelheid van koolstofstaal in een salpeterzuur+zuurstofsysteem moet bijvoorbeeld meer dan 100 keer zo hoog zijn als die van roestvrij staal). De reactietijd moet gecontroleerd worden om te veel corrosie te voorkomen.
2. De oude manier om van dingen af ​​te komen was het vinden van een balans tussen mechanische verwerking en chemische behandeling.
1. Technologie om dingen mechanisch te verwijderen
Handgereedschap zoals tangen, scharen en vijlen werken goed bij eenvoudige constructies, maar ze kunnen het oppervlak van onderdelen beschadigen. Wanneer bijvoorbeeld de steun van een bepaald vliegtuigmotorblad wordt verwijderd, moet het 0,5 mm dikke steunresidu met de hand worden gepolijst, wat tot vier uur per stuk kan duren.
Lintzagen en draadsnijden: Draadsnijden met elektrische ontlading (EDM) kan dingen met een zeer hoge nauwkeurigheid scheiden, maar het kost veel. De zaagsnelheid van de lintzaag is met 30% gestegen, maar het ondervlak moet opnieuw worden bewerkt om dit te repareren.
Behandeling met zandstralen: Door aluminiumoxidezanddeeltjes onder hoge-druk op het oppervlak te laten vallen, kunnen zowel steunresten als oxidelagen tegelijkertijd worden verwijderd, maar kunnen ook fouten zoals microscheuren worden verborgen.
2. Technologie voor chemische corrosie
Een zure oplossing, zoals een mengsel van fluorwaterstofzuur en salpeterzuur, kan dragers van titaniumlegeringen eroderen. De temperatuur (minder dan 40 graden Celsius) en de tijd (minder dan 15 minuten) moeten echter zorgvuldig worden beheerd, anders worden de componenten ruwer aan het oppervlak.
Oplossing met een base: Natriumhydroxideoplossing is goed voor dragers op basis van aluminium-, maar moet daarna worden geneutraliseerd om waterstofverbrossing te voorkomen.
Elektrochemisch polijsten: Dit proces verwijdert steunresten door anodische oplossing en maakt het oppervlak gladder (de Ra-waarde kan worden verlaagd tot minder dan 0,2 μm), maar de apparatuur is vrij duur.
3, Fusion: een geautomatiseerde oplossing met behulp van robots en AI
1. Robots om het systeem te helpen
Solukon in Duitsland heeft het SFM-AT800-systeem gemaakt, dat de volgende technologieën gebruikt om de verwijdering te automatiseren:
Controle van multi{0}}-asverbindingen: de robot met 6 assen heeft snijkoppen, haakse slijpers en andere apparatuur waardoor hij met ingewikkelde interne systemen kan werken.
Wijzig de krachtfeedback: Real- monitoring van de snijkracht (<5N) and automatic adjustment of feed speed to avoid damage to the part;
Module voor het recyclen van poeder: Geïntegreerde onderdrukstofzuiger die 98% van de stof die hij opzuigt, recycleert, waardoor er minder afval ontstaat.
2. AI-gestuurde procesverbetering
Het Rivelin Robotics NetShape-systeem in het VK maakt gebruik van machine learning-algoritmen:
Defectvoorspelling: Gebruik gegevens uit het verleden om een ​​restdistributiemodel samen te stellen, zodat u van tevoren de beste manier kunt plannen om het defect te verwijderen;
Gereedschapsaanpassing: Verander de snijparameters (snelheid, voedingssnelheid) automatisch afhankelijk van de hardheid van het materiaal (bijvoorbeeld Inconel 718 vs. aluminiumlegering);
Goede gesloten-loopcontrole: 3D-scannen kan u in realtime vertellen hoe ruw een oppervlak is, en u kunt de polijsttijd onderweg wijzigen.
4, Nieuwe technologieën: van "verwijdering" tot "niet-ondersteunde" productie
1. Ontwerp voor topologie-optimalisatie
Het gebruik van software als Altair OptiStruct kan helpen structuren sterker te maken en tegelijkertijd de hoeveelheid ondersteuning die ze nodig hebben te verminderen. Topologie-optimalisatie heeft bijvoorbeeld het ondersteuningsvolume van een bepaalde satellietbracket met 60% teruggebracht en de tijd die nodig was om dit te verwerken met een- derde van de oorspronkelijke grootte.
2. Technologie ter ondersteuning van vloeibaar metaal
ExOne in de Verenigde Staten heeft een ondersteuningssysteem voor vloeibaar tin bedacht dat het gebied dat wordt bedrukt met vloeibaar metaal vult. Na het printen wordt het verhit tot 232 graden om het blik te smelten en uit te laten stromen, dit heet ‘residuvrij verwijderen’. Deze methode is gebruikt om vliegtuigonderdelen van titaniumlegeringen te maken en heeft het tien keer gemakkelijker gemaakt om steun te verwijderen.
3. Afdrukken met behulp van een magnetisch veld
De magnetische poedertechnologie van MIT maakt gebruik van een extern magnetisch veld om te regelen hoe niet-magnetisch metaalpoeder wordt verspreid, waardoor een tijdelijke ondersteuningsstructuur ontstaat in het hangende gebied. Gebruik na het afdrukken een omgekeerd magnetisch veld om het poeder automatisch los te laten. Dit werkt goed met materialen die reageren op magneten, waaronder kobaltchroomlegeringen.
5, Problemen en beste praktijken in de branche
1. Een analyse van een typisch geval
In de lucht- en ruimtevaartindustrie heeft GE Aviation de tijd die nodig is om LEAP-brandstofsproeiers te verwerken teruggebracht van 72 uur naar 8 uur door het systeem te automatiseren. Hierdoor is de jaarlijkse productiecapaciteit vijftien keer toegenomen.
Stryker gebruikt een elektrochemische verwijderingstechniek om acetabulumcups te behandelen, waardoor het resterende ondersteuningspercentage wordt verlaagd van 3% naar 0,05%. Dit voldoet aan de strenge normen van de FDA voor de afgifte van metaalionen.
2. Belangrijkste problemen
Kostensaldo: het rendement op de investering voor automatiseringsapparatuur kan tot vijf jaar duren, en kleine en middelgrote-bedrijven doen nog steeds veel werk met de hand.
Materiaalbeperkingen: Elektrochemische technologie kan alleen worden gebruikt met bepaalde combinaties van materialen en moet flexibeler zijn;
Precisiecontrole: Zelfs als het niet langer mogelijk is om ingewikkelde interne systemen zoals koelkanalen te ondersteunen, is fysieke interventie nog steeds nodig.