Taşlamadan tortib to tugatishga qadar: Qo'shimchalar ishlab chiqarish uchun davolashdan keyingi echimlar

3D-bosma metall qismlar tugatgandan so'ng ish hajmiga ega emas va silliqlash oxirgi toleranslar uchun samarali echim bo'lishi mumkin.

Aerokosmik va tibbiyot bozorlarida qo'shimcha ishlab chiqarishning keng qo'llanilishi, oxirgi foydalanish dasturlarining talablarini qondirish uchun tayyor kuchaytiruvchi komponentlarning yuzalariga talablarning ko'payishiga olib keldi. Qo'shimcha ishlab chiqarish jarayoni yakuniy shaklga yaqin qismlarni ishlab chiqaradi va yakuniy ishlov berishga bo'lgan ehtiyojni sezilarli darajada kamaytiradi. Moddiy qo'shimchalar ishlab chiqarish orqali umumiy ishlab chiqarish jarayonini osonlashtirish uchun moddiy chiqindilar miqdorini pasaytirish mumkin, ammo bu shuni anglatadiki, keyingi tugatish jarayonlari yanada qattiqroq qayta ishlash texnikasi va izchillikni talab qiladi. Shu sababli, tarkibiy toleranslar va sirt sifati talablariga javob beradigan post-davolashda izchillikni ta'minlash juda muhimdir. Taşlama toleranslar va sirtlar ko'proq talab qilinadigan dasturlarda qo'shimchalar ishlab chiqarishning yana bir samarali variantidir. Taşlama, odatdagi materiallarni olib tashlash jarayonlariga qaraganda sirt sifati va yaxlitligini yaxshilaydi. Qo'shimcha ishlab chiqarishni tugatish haqida ko'proq bilish uchun, ayniqsa, Norton aerokosmik sanoatida nikel asosidagi yuqori haroratli qotishma tarkibiy qismlariga qo'llanilganda. Saint-Gobain muhandislari qo'shimchalardan tayyorlangan Inconel 718 namunasini takomillashtirdilar. Tadqiqotda uchta savolga e'tibor qaratildi: qo'shimchadan tayyorlangan tarkibiy qismlardan foydalanilishi kerak bo'lgan minimal miqdordagi material hajmi / hajmi qancha? Eng yangi avlod silliqlash g'ildiraklaridan foydalangan holda kuchaytirgichdan tayyorlangan komponentlarni maydalash orqali qanday sirt qoplamasiga erishish mumkin? Uchinchidan, nozik silliqlashning armatura ishlab chiqarish qismlarining sirt qoldiq kuchlanishiga (agar mavjud bo'lsa) ta'siri qanday?

To'g'ridan-to'g'ri metall lazer sinterlash (DMLS) jarayoni yordamida ishlab chiqarilgan AM IN718 namunalari Stratasys Direct Manufacturing tomonidan taqdim etilgan. 1-rasmda qo'shimcha qurilmani ishlab chiqarish uchun sinov namunasi ko'rsatilgan. Qo'shimchalar ishlab chiqarilgandan so'ng, namuna ommaviy axborot vositalari bilan portlatiladi va stress yo'q qilinadi. Buning ortidan termal izostatsiya, qattiq eruvchan ishlov berish / yoqish va yog'ingarchilikning qattiqlashishi kuzatiladi. Namuna qattiqligi 40 HRC. Keyin Norton-dan foydalaning. Saint-Gobain Higgins Tegirmonlash Texnologiyalari Markazining Magele MFP-125.50.65 apparati vaqti-vaqti bilan Norton NQX60E24VTX2 silliqlash g'ildiragidan namunalarni silliqlash mashinasida silliqlaydi.

Birinchidan, asta-sekin chiqib ketish chuqurligini oshiring, bir nechta maydonlarni maydalang, olib tashlanadigan materialning minimal miqdorini, qo'shimcha ishlab chiqarish ishlov berish yuzasini aniqlang. Keyinchalik silliqlash belgilangan kesilgan chuqurlikda amalga oshiriladi, so'ngra sirt aniq nuqsonlarga tekshiriladi. 4-rasmda tajriba davomida tarkibiy qismlar tozalanganidan keyin namunaning surati ko'rsatilgan. Eksperimental natijalarga ko'ra, qo'shimcha ishlab chiqarish jarayonidan kelib chiqadigan barcha geometrik qat'iylik va sirt qusurlarini bartaraf etish uchun, yig'ilish materiallarini taxminan 0,30 dan 0,45 mm gacha olib tashlash kerak.

Ushbu sinovda silliqlash uzunligi 50,8 mm, silliqlash g'ildiragi diametri 462 mm va ish tezligi 23 m / s dan foydalaniladi. Jami beshta materialni olib tashlash darajasi (MRR) 0,1 mm3 / sek. / Mm dan 3,9 mm3 / sek. / Mm oralig'ida sinovdan o'tkazildi. Chiqish tezligini (mm / min) yoki kesish chuqurligini (mm) o'zgartirib, materialni olib tashlash tezligini sozlang. Materiallarni olib tashlashning bir necha stavkalari past va o'rtacha materiallarni olib tashlash stavkalarining sirtni qoplash va silliqlash qobiliyatiga ta'sirini baholash uchun sinovdan o'tkazildi. Nikel asosidagi qotishmalar (masalan, Inconel 718) zamonaviy muhandislik abraziv materiallari bilan yuqori darajada olib tashlanishi mumkin bo'lsa-da, tadqiqotda sanoatdagi standart Inconel ish qismlarini tugatish uchun amaldagi standart tugatish stavkasi asosida materialni olib tashlash darajasi pastroq tanlangan. Standart (qo'shimchalarsiz ishlab chiqarish) ish qismini silliqlashda kutilgan natija shundan iboratki, materialni olib tashlash darajasi oshganda va silliqlash quvvati oshganda, silliqlash ish qismining sirt qoplamasi (Ra) oshadi yoki sirt bo'ladi qo'polroq.

Taşlama oldidan va keyin ishlov beriladigan qismning sirt qoplamasi ish qismidagi bir nechta pozitsiyani va ikkita yo'nalishni o'z ichiga olgan Federal Contact Profiler System 5000 yordamida o'lchanadi. Bundan tashqari, bir nechta joylarda kontaktsiz profil o'lchagichining sirt o'lchovlari amalga oshiriladi.

Taşlama oldidan, qo'shimchadan tayyorlangan materialning sirt qoplamasi baholandi va har xil o'lchov yo'nalishlarida pardozlashda katta farqlar borligi aniqlandi. O'rtacha tugatish vertikal ravishda o'lchanganida 3,3 mikron Ra va gorizontal ravishda o'lchanganida 2,1? MRa edi. Ushbu sezilarli farq Inconel 718 standart quyma holatini o'lchashda yuzaga kelmaydi. Ushbu farq 3D ishlab chiqarish usullari bilan bog'liq ko'rinadi, ammo aniq sabab hali ma'lum emas.

Kontaktli profiller yordamida silliqlashdan keyin sirt qoplamasini o'lchashning an'anaviy usuli silliqlash chizig'iga parallel emas, balki silliqlash chizig'iga perpendikulyar bo'lishi kerak. Ushbu tadqiqotda sirtni ishlov berish silliqlash chizig'iga parallel va silliqlash chizig'iga perpendikulyar bo'lgan ikki yo'nalishda o'lchandi. Tegirmondan keyin o'lchangan natijalar silliqlashdan oldin bo'ylama va yon o'lchovlar bilan taqqoslanadi.

Gap shundaki, silliqlashdan keyin sirtni silliqlash chizig'iga perpendikulyar yo'nalishda o'lchash paytida, igna silliqlash chizig'ining tepalari va chuqurlarini kesib o'tadi. Parallel yo'nalishda o'lchash paytida igna silliqlash chizig'iga parallel ravishda harakatlanadi va hech qachon tepalik va vodiyni kesib o'tmaydi. Shuning uchun, ajablanarli emas, bu ishda vertikal ravishda o'lchangan (qo'pol) sirt qoplamasi parallel ravishda o'lchanganidan ancha yuqori edi.

Taşlama oldidan va undan keyin material tomonidan ishlab chiqarilgan materialning sirt qoplamasini baholashdan so'ng, turli xil o'lchov yo'nalishlarida tugashda sezilarli farqlar mavjudligi aniqlandi. Ushbu tadqiqotda sirtni tugatish o'lchovi silliqlash chizig'iga parallel ravishda va silliqlash chizig'iga perpendikulyar ravishda amalga oshirildi va natijalar haqiqatan ham sezilarli darajada farq qildi. Parallel yo'nalishda o'lchaganda, silliqlashdan oldin o'rtacha sirt qoplamasi 3,3? MRa va silliqlashdan keyin 0,21? Ma. Vertikal ravishda o'lchashda o'rtacha sirt qoplamasi silliqlashdan oldin 2,1? MRa va silliqlashdan keyin 0,5? MRa ni tashkil qiladi.

Bundan tashqari, qo'shimchalar namunalari Theanovea 3D sirt profilleri va sirt xususiyatlarini tasavvur qilish uchun oq nurli xromatrik texnologiya yordamida tahlil qilindi. Ushbu sinovda qo'shimcha ishlab chiqarish namunasini olgandan so'ng, o'rta portlatish shisha muhit bilan amalga oshiriladi va sirtning ko'tarilgan qismi olinadi. Silliqlashdan keyin sirtda ko'rish mumkin bo'lgan chiziqlar silliqlash jarayonida qolgan chiziqlardir. Silliqlash g'ildiraklari yoki boshqa jilolangan mahsulotlar, masalan, muhandislik silliqlash lentasi, bu sirt qismlarini yanada qisqartirish va ultra nozik sirtlarni yaratish uchun ishlatilishi mumkin, agar bu komponentlarning ishlashi va sifati uchun juda muhimdir.

Silliqlashning am IN718 namunalarining umumiy sirt yaxlitligiga ta'sirini yanada chuqurroq anglash uchun, Bruker-AXS D8 Discover mikro-difraksiyasi moslamasi yordamida namunalarni olish va maydalashdan so'ng sirt qoldiq kuchlanish o'lchovlari o'tkazildi. Ikkala holatdagi bir xil namunadagi 6 xil pozitsiyani o'lchovlarini taqqoslaganda, yaqin sirtning qoldiq kuchlanishi salbiy ekanligi / ikkala sharoitda ham siqilish borligi aniqlandi. Bu holat asosan ingichka silliqlashdan keyin komponentda paydo bo'ladi va uning sirtga yaqin qoldiq stressi siqilib, bu sirt yoriqlarining tarqalishini kechiktirishga va charchoqni yaxshilashga imkon beradi.

O'qish davrida silliqlash quvvati 5 ta materialni olib tashlash tezligiga qarab o'lchandi. Materiallarni olib tashlash darajasi oshgani sayin, silliqlash quvvati ham oshadi. Ushbu xatti-harakatlar ko'p silliqlash operatsiyalarida mavjud. Minimal 0,1 mm3 / sek. / Mm tezlikda silliqlash paytida eng yuqori quvvat 1,4 kVtni tashkil qiladi. 3.9 mm3 / sek. / Mm materialni olib tashlashning maksimal tezligida silliqlash quvvati 10,8 kVt.

Ushbu tadqiqot natijalari shuni ko'rsatadiki, qo'shimchalardan (masalan, Inconel 718) qilingan nikel asosli qotishmalarni maydalab maydalash yuzaning pürüzlülüğünü deyarli 94% (silliqlash chiziqlariga parallel) yoki 34% (öğütme chiziqlariga perpendikulyar) kamaytirishi mumkin. Talabga binoan ultra yupqa sirtlarni silliqlash g'ildiraklari yoki ingichka aşındırıcı donadorligi bo'lgan boshqa polishing mahsulotlari, masalan, muhandislik silliqlash lentalari yordamida olish mumkin. Bundan tashqari, natijalar shuni ko'rsatadiki, sirtning nozikligini yaxshilash uchun 0,30 dan 0,45 mm gacha bo'lgan materiallarni tarkibiy qismlardan olib tashlash va 3D ishlab chiqarish jarayoni bilan bog'liq barcha geometrik qat'iyliklarni olib tashlash kerak. Minimal olib tashlash stavkalari material ishlab chiqaruvchilari uchun asosiy ma'lumotdir, chunki ular materiallarni ishlab chiqarish tarkibiy qismlarining tarmoq shaklini iloji boricha tejamli ravishda maksimal darajada oshirishga intiladi. Bunga qo'shimcha ravishda, qoldiq stress ma'lumotlari shuni ko'rsatadiki, silliqlashdan keyingi sirt zo'riqishi siqilishi mumkin va sirt yoriqlarining kengayishini kechiktirishi mumkin va shu bilan ishlab chiqarilgan komponentlarning charchoq muddatini uzaytiradi.