Mae cwmnïau awyrofod yn troi at cydrannau printiedig metel 3Doherwydd bod gweithgynhyrchu traddodiadol yn dal i greu oedi y gellir ei osgoi, costau offer uchel, a chyfyngiadau geometrig sy'n gorfodi dyluniad yn cyfaddawdu. Mae prosesau ychwanegion yn torri amserau arweiniol ar-gyfaint isel a rhannau cymhleth, yn adfer rhyddid dylunio ar gyfer sianeli mewnol a strwythurau ysgafn, ac yn darparu perfformiad mecanyddol sy'n bodloni llawer o ofynion strwythurol eilaidd wrth eu postio a'u hardystio'n gywir. Mae aloion alwminiwm fel AlSi10Mg a Scalmalloy, ynghyd ag opsiynau titaniwm, bellach yn cefnogi defnydd cynhyrchu go iawn o dan systemau ansawdd lefel AS9100, tra bod triniaethau platio ac arwyneb yn mynd i'r afael ag anghenion cyrydiad a gwydnwch. Mae'r adrannau canlynol yn archwilio'r problemau ymarferol gyda dulliau confensiynol, cryfder a dibynadwyedd rhannau a weithgynhyrchwyd yn ychwanegyn, realiti ôl-brosesu, a derbyniad cynyddol y dull hwn ar draws rhaglenni awyrofod.
Mae Gweithgynhyrchu Traddodiadol yn Dal i Greu Ffrithiant y Gellir ei Osgoi
Mae amseroedd arweiniol yn parhau i fod y pwynt poen mwyaf gweladwy. Mae ffugio'n marw, buddsoddiad-mowldiau castio, a gosodiadau CNC cymhleth fel mater o drefn yn ychwanegu wythnosau cyn i fetel gael ei dorri hyd yn oed. Mae rhediadau cyfaint isel yn cario costau sefydlu uchel a gwastraff materol; mae aloion titaniwm ac aloion nicel yn aml yn dangos cymarebau prynu i{5}}yn llawer uwch na 10:1. Mae prototeipiau a ddylai gymryd dyddiau yn ymestyn i wythnosau lluosog, ac anaml y mae meintiau cynhyrchu yn y degau neu gannoedd isel yn cyfiawnhau'r buddsoddiad offer.
Mae geometreg yn creu ail gyfyngiad tawelach. Mae darnau mewnol dwfn, oeri cydffurfiol, a strwythurau dellt naill ai angen gosodiadau lluosog neu yn syml ni ellir eu peiriannu'n economaidd. Mae peirianwyr yn symleiddio, yn ychwanegu pwysau, neu'n rhannu'r rhan yn gynulliadau. Nid yw'r un o'r cyfaddawdau hynny'n cyd-fynd â'r nodau ysgafnhau a lleihau'r rhan-sy'n diffinio rhaglenni awyrennau modern. Mae rhannau awyrofod argraffu 3D metel yn dileu llawer o'r terfynau hyn trwy adeiladu'r geometreg yn uniongyrchol o bowdr.
Aloi Alwminiwm a'r Symud Tuag At Ychwanegyn
Mae alwminiwm yn dal i fod yn dominyddu llawer o strwythurau eilaidd a chymwysiadau nad ydynt yn-rhannu-poeth. Mae cymysgedd gwely powdr o AlSi10Mg ac aloion perfformiad uwch fel Scalmalloy bellach yn cynhyrchu deunydd trwchus sydd, ar ôl triniaeth wres briodol, yn cefnogi defnydd strwythurol gwirioneddol.
Y budd mwyaf uniongyrchol yw pwysau. Mae optimeiddio topoleg ynghyd â delltau mewnol yn aml yn sicrhau gostyngiad màs o 20-35 y cant wrth gyrraedd targedau anystwythder. Timau sy'n gweithio gyda phrofiadol gwneuthurwr argraffu 3D aloi alwminiwmGall hefyd benderfynu pryd mae cryfder ychwanegol a pherfformiad blinder Scalmalloy yn cyfiawnhau ei gost uwch dros yr AlSi10Mg mwy darbodus.
Priodweddau nodweddiadol wedi'u trin â gwres (yn dibynnu ar y cyfeiriadedd a'r broses):
|
Eiddo |
AlSi10Mg (LPBF) |
Scalmalloy (LPBF) |
6061-T6 (CNC) |
A356-T6 (Cast) |
|
Dwysedd (g/cm³) |
~2.67 |
~2.68 |
2.70 |
2.67 |
|
Cryfder tynnol eithaf (MPa) |
330–450 |
490–540 |
290–310 |
260–290 |
|
Cryfder cynnyrch (MPa) |
230–330 |
450–500 |
240–275 |
185–205 |
|
elongation (%) |
6–15 |
8–15 |
10–17 |
3–6 |
Mae'r ffigurau hyn yn ddefnyddiol ar gyfer sgrinio cynnar yn unig. Daw'r caniatadau terfynol bob amser o -brofion penodol a chwponau tystion.
Mae aloion titaniwm, yn enwedig Ti-6Al-4V, yn dilyn rhesymeg debyg ar gyfer cymwysiadau llwyth uwch neu dymheredd uwch. 3Mae rhannau awyrennau titaniwm printiedig D eisoes yn hedfan mewn cromfachau, ffitiadau, a rhai elfennau strwythurol lle mae'r cyfuniad o gryfder, ymwrthedd cyrydiad, a rhyddid dylunio yn gorbwyso'r gost ddeunydd uwch.
Pa mor gryf yw Rhannau Metel Printiedig 3D yn Ymarferol?
Nid oes gan y cwestiwn "a yw metel printiedig 3D mor gryf â metel wedi'i beiriannu" un ateb. Ar gyfer llawer o gymwysiadau llwytho statig, mae cryfderau tynnol a chynnyrch rhannau LPBF sydd wedi'u prosesu'n gywir yn cyfateb neu'n rhagori ar gryfderau aloion cast tebyg. Mae solidoli cyflym yn cynhyrchu microstrwythurau mân sy'n cyfrannu at y perfformiad hwn. Yn erbyn deunydd CNC gyr mae'r gymhariaeth yn agosach: mae cryfder statig yn aml yn gystadleuol, tra bod bywyd blinder yn dibynnu'n fawr ar gyflwr wyneb, mandylledd gweddilliol, a chyfeiriadedd adeiladu.
Yn ymarferol, mae gwasgu isostatig poeth, lleddfu straen neu driniaeth wres ateb, a pheiriannu arwynebau critigol yn dod â llawer o gydrannau adeileddol a thrin hylifol eilaidd o fewn yr elfennau a ganiateir awyrofod. Mae angen cymhwyster proses lawn o hyd ar gyfer rhannau hanfodol hedfan cynradd, ond mae'r llwybr technegol bellach yn gliriach nag yr oedd bum mlynedd yn ôl. Felly mae argraffu 3D metel yn erbyn penderfyniadau awyrofod peiriannu CNC yn troi llai ar gryfder absoliwt a mwy ar gymhlethdod geometreg, cyfaint, a chyfanswm amser arweiniol.
Mae systemau ansawdd yn cau'r ddolen. Mae cyflenwyr sy'n gweithredu o dan AS9100 neu EN 9100 yn cynnal olrheiniadwyedd powdr, -monitro prosesau, a data prawf mecanyddol gyda phob swp. Y ddogfennaeth honno sy'n caniatáu i OEMs a chyflenwyr Haen-1 dderbyn rhannau a weithgynhyrchir yn ychwanegyn i gadwyni cyflenwi rheoledig.
Diogelu Wyneb a Postio-Prosesu Realiti
Gan fod{0}}wynebau adeiledig o bowdr-mae prosesau gwelyau yn fwy garw na rhai wedi'u peiriannu a gallant gadw straen gweddilliol neu fandylledd bach. Felly nid yw prosesu post ar gyfer rhannau printiedig 3D metel yn ddewisol. Mae dilyniannau nodweddiadol yn cynnwys tynnu cefnogaeth, triniaeth wres, HIP lle mae cyfanrwydd blinder neu bwysau yn bwysig, peiriannu CNC dethol o ryngwynebau, a haenau amddiffynnol.
Ar gyfer cydrannau alwminiwm, nid yw'n-gwrthsefyll cyrydiad. Mae lleithder, hylifau dad-eisin, a chyplau galfanig yn gofyn am anodizing, haenau trosi, neu blatio arbenigol. Pan fydd y camau hyn yn cael eu cynllunio o'r cychwyn cyntaf yn hytrach na'u hychwanegu fel ôl-ystyriaeth, mae cywirdeb dimensiwn a gwydnwch hirdymor yn aros dan reolaeth.
Prosiect Cynrychioliadol: Cromfachau Alwminiwm Cymhleth
Roedd cyflenwr Haen-2 a oedd yn cynhyrchu cromfachau adeileddol eilaidd ar gyfer awyrennau masnachol yn wynebu darnau hylif mewnol a creiddiau dellt a oedd yn gorfodi naill ai stoc peiriannu trwm neu gynulliadau aml-ddarn. Daeth dyfynbrisiau confensiynol i'r amlwg yn yr ystod o ddeg{4}i-o-yr ystod gyda chost offer a oedd yn anodd ei amorteiddio dros swm cyfyngedig.
Addaswyd y dyluniad ar gyfer gweithgynhyrchu ychwanegion, ei argraffu yn AlSi10Mg, ei drin â gwres, a'i orffen-wedi'i beiriannu ar y rhyngwynebau critigol. Cyrhaeddodd y rhannau a archwiliwyd mewn ychydig llai na phedair wythnos. Gostyngodd amser arweiniol fwy na hanner. Cyrhaeddodd gostyngiad màs trwy optimeiddio topoleg yn yr ystod ganol 20 y cant. Roedd dileu offer yn cadw cost uned ymarferol ar gyfer y swp bach. Mae'r un ffeil ddigidol bellach yn rhestr ddigidol ar gyfer darnau sbâr yn y dyfodol.
Mae canlyniadau o'r math hwn yn fwyfwy cyffredin pan fo'r gwneuthurwr eisoes yn deall gofynion dogfennaeth awyrofod a chyfyngiadau ymarferol prosesu post. Mae'r canlyniadau'n dal i amrywio gyda maint rhan, swp powdr, a'r defnydd o beiriannau, felly mae adolygiadau cynnar o'r broses yn parhau i fod yn hanfodol.
Derbyniad y Diwydiant Tyfu
Mae OEMs Awyrofod, rheoleiddwyr, a grwpiau diwydiant wedi ehangu'n raddol fframweithiau cymhwyster ar gyfer gweithgynhyrchu ychwanegion. Mae gan nifer cynyddol o gyflenwyr ardystiadau AS9100 neu EN 9100 sy'n ymdrin yn benodol â phrosesau ychwanegion metel. Mae ffroenellau tanwydd, cromfachau, cyfnewidwyr gwres, a gosodiadau strwythurol dethol eisoes mewn gwasanaeth. Mae'r hanes gweithredol hwnnw, ynghyd â llwybrau ardystio cliriach, yn parhau i leihau'r rhwystr ar gyfer rhaglenni newydd sy'n gwerthuso cydrannau metel printiedig 3D.
FAQ
C: A yw argraffu metel 3D yn ddigon cryf ar gyfer rhannau awyrennau?
A: Mae llawer o strwythurau eilaidd a chydrannau nad ydynt yn hanfodol eisoes yn bodloni'r amodau statig a blinder gofynnol pan fydd y broses yn cael ei rheoli a'i phostio'n gywir. Mae angen cymhwyster proses lawn a datblygiad deunyddiau a ganiateir o hyd ar gyfer rhaglenni hanfodol hedfan sylfaenol, ond mae'r llwybr wedi'i sefydlu ac yn ehangu.
C: Pa fetelau sy'n cael eu defnyddio fwyaf mewn gweithgynhyrchu ychwanegion awyrofod?
A: Mae aloion alwminiwm (AlSi10Mg a Scalmalloy), titaniwm Ti- 6Al-4V, aloion nicel fel Inconel 718, dur di-staen, a cobalt-chrome yn cwmpasu mwyafrif y gwaith cyfredol. Mae gofynion tymheredd, cryfder, pwysau a chorydiad yn gyrru'r dewis terfynol.
C: Faint o amser arweiniol y gellir ei arbed o'i gymharu â pheiriannu CNC?
A: Mae prototeip a chynhyrchiad cyfaint isel yn aml yn gweld gostyngiadau o 50 y cant neu fwy, yn bennaf oherwydd bod offer yn diflannu a gall nodweddion cymhleth gael eu cynhyrchu mewn un adeilad. Mae arbedion gwirioneddol yn dibynnu ar faint rhan, deunydd, llwytho'r siop ar hyn o bryd, a faint o brosesu post sydd ei angen.
C: A all-rhannau metel printiedig 3D gyrraedd yr ehediad-tystysgrif hollbwysig?
A: Gallant, ar yr amod bod y broses a'r cais yn gymwys. Mae ardystio yn parhau i fod yn - gymhwysiad a phroses{-benodol. Mae cynhyrchwyr sydd eisoes yn gweithredu o dan AS9100 ac yn cyflenwi cwsmeriaid awyrofod fel arfer yn y sefyllfa orau i gynhyrchu'r pecynnau rheoli prosesau, profi a dogfennu gofynnol.
Os yw amseroedd arweiniol, cost offer, neu derfynau geometrig yn cyfyngu ar raglen gyfredol, adolygiad â ffocws o'r rhannau ymgeisiol yn erbyn galluoedd ychwanegion yn aml yw'r ffordd gyflymaf o feintioli'r cyfle. Agwneuthurwr argraffu 3D metelgyda phrofiad mewn cydrannau awyrofod ysgafn a dogfennaeth awyrofod lawn fel arfer yn gallu rhoi asesiad clir o amser, cost a chymhwyster o fewn ychydig ddyddiau o dderbyn y model a'r gofynion.