يجب تشكيل العديد من الأجزاء المعدنية المطبوعة ثلاثية الأبعاد لتوليد أسطح دقيقة.ومع ذلك ، غالبًا ما تكون الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد عبارة عن أجزاء خفيفة الوزن ذات أشكال هندسية معقدة ، مما يجلب تحديات أمام المعالجة اللاحقة.عند تصنيع أجزاء الطباعة ثلاثية الأبعاد ، من الضروري مراعاة ما إذا كانت صلابة الطباعة ثلاثية الأبعاد تفي بمتطلبات المعالجة ، وكيفية تثبيت أجزاء الطباعة ثلاثية الأبعاد هذه بهياكل معقدة ، وسلسلة من المشكلات.ناقشنا التحديات والحلول في تصنيع الأجزاء المعدنية المطبوعة ثلاثية الأبعاد من خلال حالة مشتركة من قبل خبراء تصنيع المواد المضافة.
الطباعة ثلاثية الأبعاد هي تقنية مرنة مع قيود قليلة على التصميم.بمساعدة تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد ، يمكن للمصممين تحقيق بعض مخططات التصميم المعقدة ، مثل الهياكل خفيفة الوزن والهياكل المتكاملة ذات الوظائف المتكاملة.ومع ذلك ، فإن مزايا تقنية التصنيع المضافة تضعف أحيانًا من خلال مراعاة التحديات الناشئة عن المعالجة اللاحقة.إذا لم تؤخذ التحديات التي واجهتها في المعالجة اللاحقة في الاعتبار بشكل كامل في التصميم الأولي وتصنيع أجزاء التصنيع المضافة ، فقد تحدث خسائر بسبب فشل معالجة الأجزاء.
عادةً ما تحتاج الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد إلى تشكيلها لتحقيق ثقوب دائرية دقيقة وأسطح ناعمة ومسطحة ، ثم تجميعها مع أجزاء أخرى.ومع ذلك ، فإن الهيكل الخفيف الوزن المعقد لأجزاء الطباعة ثلاثية الأبعاد لا يمكن أن يتكيف أحيانًا مع عملية المعالجة بسبب الصلابة غير الكافية.بالإضافة إلى ذلك ، يزيد الهيكل المعقد أيضًا من صعوبة تثبيت قطعة العمل بأمان.
تحديات التشطيب
1. هل صلابة الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد كافية لمواجهة الحمل أثناء المعالجة؟هل ينحرف الجزء عن الأداة ويولد اهتزازًا ، مما يجعل الأداة تهتز ويؤدي إلى ضعف تأثير المعالجة؟إذا كانت صلابة أجزاء الطباعة ثلاثية الأبعاد غير كافية لتلبية متطلبات التصنيع ، فما الحلول التي يمكن استخدامها لحل هذه المشكلات؟
2. إذا تم حل مشكلة الصلابة ، فإن التحدي التالي هو كيفية محاذاة أداة الآلة.قد يكون للأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد بعض التشوه أثناء الطباعة ، وعدم وجود مسند واضح ، مما يعني أنه عند تصنيع الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد ، من الضروري أولاً العثور على الجزء "الجيد" من الأجزاء.من المهم جدًا الحصول على محاذاة مثالية للجزء ذي 5 محاور.
استكشف Renishaw التحديات والحلول التي تواجه إنهاء الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد من خلال قضيب توجيه ميكروويف معدني مطبوع ثلاثي الأبعاد.من التحضير قبل المعالجة إلى التشطيب النهائي للأجزاء ، هناك إجمالي 9 خطوات.
يوضح الشكل الأيسر قضيب التوجيه المصنوع بأفكار التصميم التقليدية وطرق التصنيع ، والذي يتم تجميعه من عدة أجزاء ؛يوضح الشكل الأيمن قضيب التوجيه المطبوع ثلاثي الأبعاد ، وهو جزء متكامل.بالمقارنة مع الجزء الأصلي ، يتم تقليل وزنه بمقدار النصف.هذا جزء مصمم لأقمار الاتصالات السلكية واللاسلكية.متطلبات الأداء الرئيسية لهذا الجزء هي الوزن الخفيف ، وتحسين كفاءة الإرسال بالموجات الدقيقة ، وتقليل متطلبات المساحة لهذا الجزء من حمولات الأقمار الصناعية.
المحلول
الخطوة 1: حدد قوة القطع المرغوبة
أولاً ، قم بتقييم ما إذا كانت أجزاء الطباعة ثلاثية الأبعاد تتمتع بالصلابة الكافية التي تتطلبها المعالجة الآلية من خلال التجارب.
تُظهر بيانات دينامو الحمل المتكرر ، ويمكن ملاحظة أن قوة الذروة تبلغ ضعف القيمة المتوسطة.يمكنك أيضًا محاولة القطع على أعماق مختلفة لترى كيف يؤثر ذلك على الحمل على الجزء.
الخطوة 2: محاكاة قوة القطع
من خلال عملية المحاكاة ، وجد أن معالجة حافة الحافة حول الطرف الحر للجزء تسبب انحرافًا واضحًا (أكبر من 150 ميكرون) ، كما يُظهر تحليل العناصر المحدودة تشويهًا واضحًا ، مما قد يؤدي إلى قطع غير متساوٍ.
الخطوة 3: اختبار القطع الأولي
إذا تم تنفيذ الآلات في ظل الظروف المذكورة أعلاه ، فإن الأجزاء ستنحرف عن الأداة وترتد ، مما يؤدي إلى اهتزاز السطح واهتزاز الأداة ومشاكل أخرى.نتيجة هذه المشاكل هي ضعف سطح التشطيب.
طريقة حل هذه المشاكل هي تحسين صلابة الأجزاء في عملية القطع.هناك خطوتان لتحسين الصلابة ، الأولى هي تعديل تصميم أجزاء الطباعة ثلاثية الأبعاد ، والأخرى هي تغيير وضع التثبيت أثناء المعالجة.أولاً ، دعنا نفهم كيفية حل هذه المشكلات عن طريق تعديل التصميم.
الخطوة 4: واجه تحدي التشغيل الآلي من خلال تغيير تصميم أجزاء الطباعة ثلاثية الأبعاد
الهدف من تغيير تصميم الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد هو جعل الأجزاء أكثر صلابة.في هذه الحالة ، أضاف المصمم هيكل دعم يربط بين المكونات على طرفي الأجزاء لتقليل العيوب التي تظهر في اختبار القطع.
أو أضف بنية الجمالون المتصلة بين مكونين طرفيين ، وهو أكثر تعقيدًا.عيب تحسين الصلابة من خلال تعديل مخطط التصميم هو أنه يزيد من الحجم الذي تشغله الأجزاء ، مما قد يؤثر على المساحة التي تشغلها المكونات الأخرى ويقلل من الكفاءة الكلية للتصميم.هناك مشكلة أخرى جديرة بالملاحظة وهي أنه في وضع لقط قطعة العمل التقليدية ، غالبًا ما تكون الأجزاء بعد التعديل والتصميم غير قادرة على تلبية متطلبات التشغيل الآلي ، لذلك من الضروري إعادة النظر في طريقة تثبيت الأجزاء.
الخطوة 5: أعد النظر في طريقة تثبيت الأجزاء
في هذه الحالة ، يتمثل الحل المحدد لطريقة إعادة التثبيت في تصميم تركيبات مخصصة لجزء الطباعة ثلاثية الأبعاد ، وتصنيع تركيبات مخصصة مباشرةً باستخدام معدات الطباعة ثلاثية الأبعاد ، مما يقلل من مخاطر تشوه الجزء وتلف السطح ، مما يجعل الطباعة ثلاثية الأبعاد جزء أقرب إلى ميزات المعالجة ، مما يقلل الانحراف والاهتزاز.
الخطوة 6: نمذجة تركيبات مخصصة
أثناء تحليل العناصر المحدودة للأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد في التركيبات ، وجد المصمم أنه يمكن تحسين الصلابة بشكل أفضل عن طريق تثبيت الهيكل "المستقيم" في الجزء بشكل أفضل.
الخطوة 7: تحضير الآلات
بعد الانتهاء من تعديل التصميم لأجزاء الطباعة ثلاثية الأبعاد وتصميم وتصنيع التركيبات المخصصة ، يمكننا الدخول في مرحلة التحضير للمعالجة الآلية.
يوضح الشكل جزء الطباعة ثلاثية الأبعاد المحسّن في الهيكل والذي تم قياسه على مقياس مرن لإنشاء محاذاة من 5 محاور للمعالجة اللاحقة.
في هذه العملية ، تحدث الأخطاء عندما تتجاوز الحركة الخطية والدورانية للعمود الميكانيكي التفاوتات المطلوبة لتصنيع أجزاء دقيقة.في هذه الحالة ، استخدم المهندس مسبار الاتصال Renishaw وبرنامج القياس NC Checker لتحديد هذه المشكلات ومراقبتها.
الخطوة 8: إعداد الجزء
في الآلات التقليدية ، غالبًا ما يتم إنشاء طائرات الإسناد أولاً ، ثم يتم استخدام هذه الميزات لمحاذاة الأجزاء ووضعها لعمليات المعالجة اللاحقة.ومع ذلك ، بالنسبة لجزء الطباعة ثلاثية الأبعاد في هذه الحالة ، لم يتم اتباع الطريقة التقليدية ، لأنه يجب إضافة مسند الدقة إلى عملية المعالجة النهائية بعد إنشاء جميع الأسطح الأخرى.
يتمثل التحدي المتمثل في إعداد جزء الطباعة ثلاثية الأبعاد في ضبطه وفقًا للشكل الفعلي للجزء ، والذي يتضمن فهم الحالة المادية للجزء في جميع المناطق التي يتم فيها تخطيط ميزات الدقة ، مع مراعاة بدل التصنيع ، وتشوه الجزء وعوامل أخرى.في هذه الحالة ، يسعى المصمم إلى ترك مواد كافية في جميع هذه المواقع للسماح بالقطع المتسق والفعال.في هذه الخطوة ، لا يزال من الممكن استخدام المجس وبرنامج القياس للعثور على إعداد "أفضل ملاءمة" للتشطيب.
هناك طريقة أخرى لإعداد جزء مطبوع ثلاثي الأبعاد للإنهاء وهي استخدام مواصفات المتجر القابلة للبرمجة لقياس الجزء وإجراء المحاذاة.هذه الطريقة أكثر ملاءمة لتطبيقات الدُفعات الأكبر.
الخطوة 9: التصنيع
من خلال إعداد الخطوات الثمانية المذكورة أعلاه ، فإن المكونات التي تم الحصول عليها لها أبعاد حرجة ضمن نطاق التسامح وتظهر تشطيبًا جيدًا للسطح.بالمقارنة مع اختبارات القطع المبكرة ، تم تقليل اهتزاز وتآكل الأداة بشكل كبير.
عادة ما تكون المعالجة بالقطع جزءًا من سلسلة عمليات الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد ، وهي أيضًا عملية تنطوي على الطيران والمخاطر.إذا فشلت المعالجة ، فسيتم إلغاء جزء قيم للطباعة ثلاثية الأبعاد.إذا كان من الممكن النظر في التحديات التي تواجه التصنيع في بداية تصميم الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد ، فسيساعد ذلك في تقليل مخاطر الفشل.
