Главная
Статьи
Сложности серийного аддитивного производства. Автоматизированное удаление поддержек после SLM печати металлом

Сложности серийного аддитивного производства. Автоматизированное удаление поддержек после SLM печати металлом

Содержание

Введение

Развитие сферы аддитивных технологий приводит к появлению 3Д-принтеров, способных справляться с реальным серийным производством. Но до сих пор существуют трудности для его реализации, и одна из них это необходимость постобработки. Любая деталь, напечатанная на 3D-принтере требует постобработки: удаление поддержек и излишков порошка, а также сглаживание поверхности металлических деталей.

Аддитивные технологии позволяют печатать изделия со сложной геометрией, с внутренними каналами любой формы, за что сразу же нашли свое применение в отраслях, где больше всего ценится эффективность изделий и даже небольшое изменение конструкции существующего изделия может очень сильно влиять на результат. Под это описание отлично подходят такие отрасли как аваиция, космос и энергетика.

Проблематика

Построить действительно можно все что угодно, вот только для того, чтобы построить сложные изделия со сложной геометрией, и вдобавок, с внутренними каналами, необходимо предусмотреть большое количество поддержек. Поддержки помогают отводить тепло, а так же «держат» все нависающие углы и плоскости. Что естественно, доступ в такие плоскости и полости сильно ограничен, иначе такое изделие можно было бы давно сделать традиционными технологиями, например фрезерованием с помощью 5-ти осевого станка. Собственно, это и дает нам проблематику вопроса: построить можно все что угодно, это правда, но как удалить поддержки из внутренних каналов и полостей? Общее описание проблематики проблемы вы можете прочитать в нашей общей статье про постобработку.

На сегодняшний день все инженеры мечтают, чтобы когда-нибудь печать стала настолько совершенной и качественной, чтобы не требовалась никакая постобработка, не требовалось проектировать и потом удалять поддержки.

Подобные трудоемкие процессы серьезно замедляют производство, так как большинство компаний выполняют постобработку вручную. Это непосредственно влияет на серийный выпуск конечных изделий, и тормозит развитие 3D-печати.

Но в 2015 году, один австрийский ученый разработал революционную технологию, которая на самом деле не сразу нашла свое применение, (3д печать он тогда не знал), электрохимический процесс, Hirtisation или Хиртизация. Технология позволяет удалять поддержки и обрабатывать каналы изделия, какими бы длинными они не были.

Решение для подобных сложностей

У австрийской компании RENA Technologies Austria GmbH есть отличное решение для подобных трудностей в аддитивном производстве - новая технология Hirtisation. Hirtisation - это технология постобработки деталей, основанная на сочетании электрохимических импульсных методов, гидродинамического потока и химического удаления частиц и обработки поверхности. Многоступенчатый процесс полностью автоматизирован и не требует механической обработки.

Система проста в использовании и для работы на ней не требуется специального обучения. В зависимости от размера детали и требований к качеству, процесс отделки занимает от получаса до пяти часов, и несколько деталей могут обрабатываться параллельно.

Особенности и преимущества технологии

Перечислим в тезисах все преимущества технологии Hirtisation:

Процесс применим для всех металлов и сплавов, напечатанных на 3D-принтере.
Автоматическое удаление поддержек.
Автоматическое удаление остатков порошка.
Выравнивание шероховатости поверхности при сохранении остроты кромок.
Готовые детали проходят чистку и вакуумную сушку.
Технологические химикаты полностью интегрированы, регулируются автоматически и могут безопасно пополняться.
Время обработки варьируется от 30 минут до нескольких часов в зависимости от размера детали и требований к качеству.
За один цикл можно обработать несколько деталей.
Управление возможно персоналом без специального обучения.

Варианты оборудования

RENA предлагает несколько систем: H3000, H6000 и H12000.

H3000 разработан для автоматизации процесса мелкосерийного производства деталей. Он может обрабатывать детали размером до 300 x 300 x 100 мм, а одна установка может обрабатывать детали с трех 3D-принтеров. Благодаря модульной конструкции H3000 может быть адаптирован к различным приложениям и представляет собой мощный и гибкий инструмент для последующей обработки металлических деталей, напечатанных на 3D-принтере. Его можно настроить для различных применений, например, для ультразвуковой очистки в медицинской промышленности.

H6000 - это более крупная версия, способная обрабатывать детали размером до 500 x 500 x 300 мм без дополнительной инфраструктуры или интерфейсов. H6000 может обрабатывать до двух материалов одновременно и частичную подачу до 3-5 принтеров. Внутренняя буферизация производственных партий обеспечивает круглосуточное непрерывное производство. H6000 был разработан с учетом самых строгих экологических норм.

Промышленная линия H12000 представляет собой полностью автоматизированное решение для постобработки, которое легко интегрируется в технологическую цепочку аддитивного производства. Ориентируясь на крупные производственные предприятия, один H12000 может обеспечить печать до 25 3D-принтеров. Благодаря параллельной обработке время цикла может быть меньше часа, что позволяет выполнять постобработку до 500 деталей в час. H12000 может обрабатывать 4 разных материала одновременно.

Этапы процесса Hirtisation

Этап 1

На первом этапе происходит эффективное удаление поддержек, а также припёкшегося порошка. Кроме того, на этом этапе степень шероховатости поверхности уменьшается с Ra 100 (стандартная шероховатость после печати) до Ra 10.

Этап 2

На втором этапе процесса Hirtisation® степень шероховатости поверхности снижается до Ra 2. Такое равномерное выравнивание позволяет достичь качества поверхности, достаточное для большинства промышленных применений.

Этап 3

Если требуется получить зеркальную поверхность на обрабатываемом изделии, после второго этапа можно перейти к третьему и последнему этапу процесса Hirtisation®. Этот необязательный этап уменьшает шероховатость поверхности до значений менее чем Ra 0,5.

Примеры постобработки Hirtisation

Технология Hirtisation была применена и проверена в промышленных условиях для обработки металлов, включая титан, алюминий, сталь и сплавы. Система действительно использует некоторые гиперагрессивные кислоты, но их содержание безопасно для человека.

Напечатанное изделие (слева), и то же самое изделие после постобработки Hirtisation (справа).

Хорошим примером служат импланты, относящиеся к сфере медицины. Постобработка Hirtisation позволила убрать все поддержки, обработать внутренние каналы, и добиться зеркальной степени шероховатости поверхности.

Заключение

Такие технологии, как Hirtisation, возникают в ответ на растущую индустриализацию 3D-печати. По мере того, как установки для аддитивного производства становятся способными производить больше деталей на более высоких скоростях, необходимы способы обработки всех этих деталей. Постобработка - это часто упускаемая из виду часть общего взгляда на аддитивное производство и саму идею 3D-печати. Без способов автоматизации и ускорения аддитивное производство само не сможет перейти к действительно промышленной технологии. Такие системы, как Hirtisation, отвечают этим потребностям, позволяя всему процессу протекать быстро и автоматизировано.

Заказать системы Hiristation можно по этой ссылке

По все вопросам вас с удовольствием проконсультируют наши специалисты, обратится к ним можно любым удобным способом:

По электронной почте: [email protected]
Через чат на сайте
Телефону: 8 (800) 500-33-91
Или оставив заявку на любой странице нашего сайта