MJF versus CNC-bewerking: wat is beter voor auto-prototypes?

PA12-onderdelen gemaakt met HP's Multi Jet Fusion presteren niet in alle richtingen identiek. De rek bij breuk bedraagt ​​ongeveer 17% in het XY-vlak, maar daalt tot grofweg 9% langs de Z-as - een detail dat er meer toe doet dan de meeste vergelijkingsartikelen beweren, vooral wanneer het betreffende onderdeel een- fitte arm is die herhaalde buigingen tijdens een validatiecyclus moet overleven. Een juiste bouworiëntatie, en niet alleen MJF boven CNC verkiezen, bepaalt vaak of een prototype zich daadwerkelijk gedraagt ​​als het productieonderdeel dat het moet vertegenwoordigen.

Dat onderscheid is een nuttig uitgangspunt voor het vergelijken van MJF 3D-printen en CNC-bewerkingen voor prototypen van auto's, omdat de echte beslissing niet puur is "welk proces beter is" - maar welk proces, op de juiste manier gebouwd, u een onderdeel oplevert waarop u kunt vertrouwen voor de test die u gaat uitvoeren.

Onafhankelijke HP datasheets schatten standaard PA12 (via Multi Jet Fusion) op deze cijfers:

Twee nummers op die lijst verdienen meer aandacht dan ze normaal gesproken krijgen. Ten eerste betekent de XY/Z-verlengingssplitsing dat een snap-fit of living--scharnierfunctie anders presteert, afhankelijk van of de flex-as in-vlak of door de lagen wordt afgedrukt. - oriëntatie-bijschriften moeten deel uitmaken van het tekenpakket en niet een bijzaak die aan de drukkerij wordt overgelaten. Ten tweede laten de HDT-cijfers een betekenisvolle kloof zien tussen de belastingsgevallen van 0,45 MPa en 1,8 MPa, wat relevant is voor beugels onder- de motorkap die tegelijkertijd zowel omgevingswarmte als mechanische belasting ervaren; een onderdeel dat prima in de buurt van een warme motorruimte kan worden geplaatst, kan zich anders gedragen als er ook een bevestigingsvoorspanning op zit.

HP meldt ook dat het High Reusability PA12-poedersysteem ongeveer 80% bruikbaar overtollig poeder per build retourneert, vergeleken met lagere hergebruikpercentages die kenmerkend zijn voor selectief lasersinteren. Dit is een van de redenen waarom de materiaalkosten per-onderdeel van MJF vaak laag blijven, zelfs als de ontwerpiteraties zich opstapelen.

Niets van dit alles maakt MJF tot een universele vervanger. CNC blijft de betere keuze als:

Het onderdeel is van metaal of van speciaal plastic dat buiten de gebruikelijke materialen van MJF valt (bepaalde PEEK-kwaliteiten, acetaal/Delrin, speciale harsen voor hoge- temperaturen)

Toleranties moeten kleiner zijn dan ongeveer ±0,1–0,2 mm, anders moet een afdichtings-/lageroppervlak nauwkeurig worden bewerkt-

De geometrie is eenvoudig en blokvormig genoeg zodat de materiaalverwijdering - en dus de cyclustijd - laag blijft, ongeacht het proces

De uiteindelijke productiemethode is CNC, en vroege onderdelen moeten de oppervlakteafwerking en het dimensionele gedrag van dat proces zo goed mogelijk volgen

De typisch haalbare tolerantie van MJF ligt rond de ±0,2-0,3 mm bij gematigde onderdeelgroottes en heeft de neiging groter te worden bij grotere of dunne-wandige geometrieën, omdat maatnauwkeurigheid op poeder-bed de schalen met onderdeelgrootte verwerkt op een manier die machinaal bewerken doorgaans niet doet. Als een passende interface strak tegen een bestaand metalen onderdeel moet passen, is dat meestal een CNC-klus, of een MJF-onderdeel waaraan achteraf een machinaal bewerkt referentieoppervlak wordt toegevoegd.

Gegeven de bovenstaande XY/Z-rekopening, is de praktische richtlijn voor cantilever-snap-armen om de buigrichting in het XY-vlak te oriënteren waar de constructie-indeling dit toestaat - dat is waar PA12 meer rekmarge heeft voordat het scheurt bij herhaaldelijk aangrijpen. Met CNC-gefreesde snaparmen wordt deze oriëntatievraag geheel vermeden, maar de productie kost meestal meer omdat dunne cantilever-elementen een zorgvuldige planning van het gereedschapspad vereisen en een reëel risico met zich meebrengen dat het gereedschap doorbuigt of klappert bij de laatste doorgangen.

Voor binnenclips, draad-kabelboomhouders en sensorafdekkingen die tijdens een validatieprogramma tientallen verbindings-/ontkoppelingscycli doorlopen, is dit vaak de doorslaggevende factor ten gunste van MJF -, niet alleen de bouwsnelheid, maar ook het vermogen om consistent vermoeiingsgedrag vast te houden voor een geneste batch onderdelen uit één enkele printrun. Dat is ook de reden waarom de meeste berichten-opMJF 3D-geprinte plastic klik-pasvormenkomen op hetzelfde advies uit: zorg eerst voor de juiste oriëntatie, en het vermoeiingsgedrag van het materiaal doet de rest.

Luchtinlaatsecties, koelmiddelmantels en andere kanaalgeometrieën zijn waar het poeder{0}}bedproces zijn geld verdient: niet-gefuseerd poeder in een gesloten kanaal fungeert als zijn eigen ondersteuning, dus een verdeelstuk dat een CNC-werkplaats nodig heeft om in twee helften te splitsen en te verbinden - of multi- aswerk plus EDM voor de interne kenmerken vereist - kan als één stuk worden afgedrukt. Na-verwerking (parelstralen of dampgladmaken) zorgt er doorgaans voor dat de interne oppervlakteafwerking in een staat komt die bruikbaar is voor stromings- en lektesten zonder extra bewerkingsgangen. Discussies van MJF 3D-printen luchtinlaatspruitstukkenhebben de neiging om zich te concentreren op deze constructie uit één-stuk als hoofdvoordeel, en dat is een redelijk voordeel - maar het vocht-conditioneringspunt hieronder is net zo belangrijk voor een onderdeel dat een stroom-kritieke interne diameter moet vasthouden.
 

De afweging-waarom te melden: een vochtopname van bijna 1,5% bij verzadiging betekent dat een onderdeel wekenlang in een vochtige winkelomgeving blijft liggen voordat een pasvormcontrole voldoende water kan opnemen om iets buiten de krappe interne-diameterspecificatie te verschuiven. Voor stromings-kritische geometrieën is het de moeite waard om onderdelen gedurende 24 tot 48 uur bij een gecontroleerde luchtvochtigheid te conditioneren voordat ze definitief worden gemeten, op dezelfde manier als de onderliggende ASTM-testmethoden dat doen.
 

Beugels die meerdere functies consolideren, sensor- en elektronicabehuizingen en winkelvloeren- hebben de neiging hetzelfde patroon te volgen als de voorbeelden van klik-passingen en kanalen hierboven - het bredere geval van Auto-onderdelen met MJF 3D-printen komt meestal neer op dezelfde drie variabelen: geometrie te complex voor economische bewerking, volumes te laag om gereedschap te rechtvaardigen, en een validatietijdlijn gemeten in dagen in plaats van weken.

Stel een potentiële leverancier twee vragen die verder gaan dan het standaardgesprek 'kun je dit afdrukken': welk percentage nieuw poeder ze in elke build mengen, en of ze build-positiegegevens per onderdeel bijhouden. De hergebruikte-poederverhouding beïnvloedt de mechanische consistentie van batch tot batch, en een winkel die je kan vertellen waar in de bouwkamer je onderdeel zat - en daarom welke thermische geschiedenis het had - is beter gepositioneerd om een ​​dimensionale of mechanische uitschieter te verklaren als deze tijdens het testen opduikt.

Voor een specifiek onderdeel is de snelste manier om de vergelijking tot stand te brengen, het verzenden van hetzelfde STEP-bestand - met oriëntatie- en kritieke-tolerantie-oproepen gemarkeerd met - naar zowel een MJF-service als een CNC-werkplaats, en vergelijk de offertes met wat elk proces daadwerkelijk kan hebben op de kenmerken die van belang zijn voor uw test.