设计提示

金属3D打印后处理

如何提高尺寸精度, 表面粗糙度, 以及高要求应用的金属零件的力学性能


金属3D打印过程不仅仅是将3D CAD文件发送到机器并启动构建. 生产出高质量的零件,关键在于正确的设计, 质量的材料, 消息灵通的机器参数, 严格的工艺控制. 随着增材制造进入 生产应用程序在美国,通常需要额外的后处理,以满足更先进的制造要求. 毕竟, 如果你的设计是为了成功发射到太空或改变生命的医疗程序,那么你就没有犯错的余地. 一次 直接金属激光烧结 (DMLS)构建已经完成, 有许多后处理选项,以进一步提高零件的尺寸精度, 表面光洁度, 和力学性能.

后加工数控加工,以提高公差和表面光洁度

与许多3D打印工艺一样,ddmls零件需要去除支撑结构. 通常,零件首先用电火花线切割或带锯从制造板上移除,然后用手工工具移除支撑结构材料. 这在很多情况下都很有效, 但有时,对于要求更严格的公差或改善表面光洁度的关键特性,可能需要额外的加工选项.

例如, 假设你正在设计一个燃料输送系统它将安装在火箭的机身上. 而处理程序集时的最佳解决方案是将每个组件合并到单个构建中, 通常部分几何, 大小, 或者材料会限制你的选择,你需要在你的金属3d打印部件上设计匹配功能. 因此,后处理加工提供了一种制造精密配合特征的方法, 同时保留增材制造的设计自由.

通常,DMLS工艺可以生产±0公差的零件.003 in. (0.076毫米)+±0.001 in./in. (0.每增加一英寸0254mm/mm). 但采用后加工数控加工,公差可紧至±0.001 in. (0.0254mm/mm)即可实现. 为了加工这些特征, 除了CAD文件外,还必须提供图纸,以显示特征和所需的公差. 在报价和设计评审阶段, 云顶集团App下载的应用工程师之一将审查文件,以确定是否规定的公差是可实现的.

后处理加工也可用于提高表面光洁度质量. 根据定位的不同,在Ra中,DMLS零件的加工表面粗糙度可以从200-400µ-不等, 材料, 和层厚度. 通过后处理数控加工,可以得到63µ的Ra表面光洁度.

CNC加工的增加的精度使其本身很好地生产孔和螺纹以及. 对于大多数金属, 云顶集团App下载建议设计不小于0-80的螺纹孔, 但在较软的金属上有更多的摆动空间,孔洞小于0-80可能是可能的.

请记住,如果您的DMLS零件设计需要后处理加工, 它需要安装在厂里, 因此,曲面或斜面的零件在这个阶段可能会面临挑战. 云顶集团App下载的应用工程人员可以在设计评审过程中评估零件是否适合后加工. 在某些情况下, 可以将牺牲部分设计到源文件中,以辅助加工过程,然后将其移除.

改进机械性能与先进的热处理

在DMLS过程中,金属材料的快速加热和冷却导致了内应力的累积. 而每一个建设经历应力缓解处理每ASTM 3301标准, 额外的热处理可以进一步提高机械性能,如硬度, 伸长, 疲劳强度, 和更多的.

热等静压
而接近100%密度的零件可以期待直接金属激光烧结, 热等静压(HIP)可用于排除任何剩余的内部微孔隙,并提供另一种程度的控制,以减少失效. 该工艺通过施加高温和均匀压力使零件充分凝固. NADCAP认证是HIP加工的普遍要求,因为这些部件通常用于航空航天应用.

退火
固溶退火是要求提高机械性能的生产级零件的另一种热处理选择. 这个过程将工件加热到高温,然后迅速冷却, 从而改变了微观结构,提高了塑性. 它最常用于铝制部件.

DMLS零件验证的质量检验

有各种各样的检验方法和质量报告可用来验证零件的尺寸精度和机械性能. 除三维CAD模型外,如果需要进行质量检查,还必须提供图纸.

以下是云顶集团App下载提供给客户的三个主要报告选项:

AS9102 描述首件检验(FAI)按照 AS9100质量管理体系. 检查过程验证最终零件符合原始图纸, 采购订单, 其他规格如所述.

尺寸检验 使用三坐标测量机设备,以确保零件尺寸在公差范围内,并与原图纸提供的尺寸一致.

最终报告 在建造板上的详细位置, 几何图形的方向是怎样的, 支撑结构布置, 还有一个构建日志文件,详细描述了机器的整个构建过程.

考虑到大部分DMLS部件都利用金属3D打印来实现轻量化或复杂的内部结构, 计算机断层扫描(CT)扫描正成为一种首选的检查方法,因为它提供了一种无损的方法来验证零件. 该过程可用于检查和验证中空特征或内部通道. 它可以测量壁厚的任何变化或检测翘曲和开裂, 并能验证零件内无残留粉末.

金属部件的增材制造似乎很复杂, 但云顶集团App下载经验丰富的3D打印应用工程师将与您的每一步. 在零件送到机器上印刷之前,云顶集团App下载总是进行彻底的、咨询性的设计审查. 这不仅确保了正确的设计,而且还武装了云顶集团App下载的生产团队所需的信息,以优化构建方向和支持结构布局,以实现最高质量的部件. 如果需要额外的后处理来满足您的应用程序的制造要求, 项目负责人将与您合作,为流程的每个步骤提供更新.

您可以随时拨打877-479-3680联系到Protolabs的应用程序工程师 (电子邮件保护) 进一步讨论您的金属3D打印设计. 如果你有一个设计准备好了,需要一个报价,简单 上传3D CAD模型 开始.

材料及粉末分析

材料质量对成品质量也起着至关重要的作用. 以下是云顶集团App下载控制粉末质量的一些步骤:

  • 材料是按照ASTM标准购买的
  • 频繁的粉末测试确保符合相应的ASTM文件所定义的化学成分
  • 单批次物料跟踪
  • 用于参考和跟踪粒度分布的测试

访问云顶集团App下载的 材料比较指南 材料选项的全面列表.