โพสต์ทั่วไป-วิธีการประมวลผลและการตกแต่งขั้นสุดท้ายสำหรับชิ้นส่วนโลหะที่พิมพ์ด้วย 3 มิติ

ชิ้นส่วนที่พิมพ์ด้วยโลหะ 3D แทบจะไม่ปล่อยให้ห้องประกอบอยู่ในสถานะใช้งานได้ขั้นสุดท้าย เนื่องจาก-พื้นผิวที่พิมพ์มักจะมีเส้นชั้นที่มองเห็นได้ อนุภาคผงที่เผาหรือละลายบางส่วน และรองรับ-เครื่องหมายพยานโครงสร้างที่ต้องแก้ไขก่อนที่ชิ้นส่วนจะพร้อมสำหรับการใช้งาน การประกอบ หรือการนำเสนอที่สวยงาม วิธีการตกแต่งขั้นสุดท้ายสำหรับชิ้นส่วนโลหะที่พิมพ์ด้วย 3D ได้แก่ การขัดด้วยมือ การพ่นทราย การกลิ้ง การบดแบบสั่น/แรงเหวี่ยง การตัดเฉือนแบบไหลแบบขัด (การขัดแบบขับไล่) การชุบด้วยไฟฟ้าและการขัดเงาด้วยไฟฟ้า และการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำ การบด และ EDM (การตัดเฉือนแบบปล่อยกระแสไฟฟ้า) ข้อมูลเฉพาะของแต่ละวิธีมีดังต่อไปนี้

การขัดใช้เครื่องมือ เช่น กระดาษทรายและตะไบ เพื่อขัดพื้นผิวของชิ้นส่วนด้วยมือโดยตรง และอาจปรับปรุงความหยาบของพื้นผิวได้อย่างมาก ชิ้นส่วนที่ขัดแล้วสามารถเห็นการปรับปรุงพื้นผิวได้สามถึงห้าเท่า และวิธีการนี้มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการขจัดเส้นชั้น ขอบคม และข้อบกพร่องพื้นผิวอื่น ๆ ที่เหลืออยู่จากกระบวนการพิมพ์ การขัดด้วยมือมีความยืดหยุ่น - ผู้ปฏิบัติงานสามารถมุ่งความสนใจไปที่จุดที่ต้องการได้ โดยทำงานกับรูปทรงที่ซับซ้อนซึ่งกระบวนการอัตโนมัติอาจประสบปัญหาในการไปถึง - แต่ค่อนข้างต้องใช้แรงงานมาก-และช้า ด้วยเหตุนี้ จึงมีแนวโน้มที่จะเหมาะที่สุดสำหรับชุดการผลิตขนาดเล็กหรือการตกแต่งแบบกำหนดเป้าหมายและตกแต่งเฉพาะจุดบนคุณลักษณะเฉพาะของชิ้นส่วน แทนที่จะดำเนินการแบบครอบคลุมตลอดการดำเนินการผลิตทั้งหมด

การพ่นทรายใช้ลมอัดเพื่อขับเคลื่อนสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อน - อลูมิเนียมออกไซด์ เม็ดสแตนเลส หรือเม็ดแก้ว ท่ามกลางตัวเลือกอื่นๆ - ลงบนพื้นผิวของชิ้นส่วนด้วยความเร็วสูง ทำให้เกิดผิวด้านหรือเงาที่สม่ำเสมอ ขึ้นอยู่กับสื่อที่เลือก ข้อดีของมัน ได้แก่ :

กำจัดรอยขีดข่วนบนพื้นผิวและเครื่องหมายเครื่องมือที่หลงเหลือจากกระบวนการสร้างอย่างรวดเร็ว

ไม่มีการเปลี่ยนแปลงความแม่นยำด้านมิติของชิ้นส่วน โดยปกติแล้วการประมวลผลจะเสร็จสิ้นภายในเวลาเพียงไม่กี่นาที

ความเข้มของการบำบัดที่ปรับได้ผ่านการควบคุมความดันอากาศ - ความดันที่ต่ำกว่าสามารถใช้เพื่อเปลี่ยนสีและรูปลักษณ์ของพื้นผิวได้ ในขณะที่ความดันที่สูงขึ้นจะทำให้สามารถลบคมขอบคมและส่วนที่ยื่นออกมาเล็กน้อยได้

การพ่นทรายเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการประมวลผลเป็นชุดของชิ้นส่วนที่มีรูปทรงที่ซับซ้อน เนื่องจากรูปแบบสเปรย์สามารถเข้าถึงเข้าไปในช่องและรอบๆ รูปทรงที่อาจเข้าถึงได้ยากด้วยเครื่องมือขัดที่มีความแข็ง ทำให้เป็นหนึ่งในวิธีการตกแต่งขั้นสุดท้ายที่หลากหลายและใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับชิ้นส่วน AM ที่เป็นโลหะ

การกลิ้งจะวางชิ้นส่วนต่างๆ ไว้ด้วยกันกับสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อน - เช่น สื่อเซรามิกหรือสื่อที่เป็นเหล็ก - ภายในถังหรือถังหมุน ซึ่งแรงเสียดทานทางกลระหว่างชิ้นส่วนและสื่อจะทำให้พื้นผิวเรียบเมื่อเวลาผ่านไป ลักษณะสำคัญของวิธีนี้ ได้แก่ :

เหมาะที่สุดสำหรับชิ้นส่วนที่มีรูปทรงค่อนข้างง่าย เช่น ส่วนประกอบที่มีรูปทรงทรงกระบอกหรือบล็อก- ซึ่งการกลิ้งไปมาจะทำให้การสัมผัสกันทั่วพื้นผิวสม่ำเสมอ

สามารถประมวลผลชิ้นส่วนหลายชิ้นได้พร้อมกัน ทำให้วิธีการนี้มีปริมาณงานค่อนข้างสูงสำหรับการเก็บผิวละเอียดเป็นชุด

ประสิทธิภาพบนพื้นผิวภายในหรือโครงสร้างที่ซับซ้อนนั้นมีจำกัด เนื่องจากสื่อที่กลิ้งไปมาอาจไม่สามารถเข้าถึงช่องภายใน ช่องที่ลึก หรือโครงสร้างขัดแตะที่ซับซ้อน - ซึ่งเป็นข้อจำกัดที่แท้จริงเมื่อพิจารณาว่าบ่อยครั้งที่โลหะ AM ถูกนำมาใช้อย่างแม่นยำเพื่อสร้างรูปทรงภายในดังกล่าว

การเจียรแบบสั่นสะเทือนและแบบแรงเหวี่ยงใช้จานหมุนแบบแรงเหวี่ยงหรือระบบทรงกระบอก ซึ่งแรงเหวี่ยงแบบแรงเหวี่ยงจะขับเคลื่อนตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนกับพื้นผิวของชิ้นส่วนเพื่อให้ได้-การเก็บผิวสำเร็จที่มีพลังงานสูง-และมีปริมาตรสูง ข้อดีหลัก ได้แก่ :

การกำจัดวัสดุอย่างรวดเร็ว ทำให้เหมาะสำหรับการขัดเงา ลบคม และ-การปัดเศษขอบ

ความเหมาะสมกับการประมวลผลชิ้นส่วนขนาดเล็กเป็นชุด แม้ว่าอุปกรณ์เฉพาะทางที่เกี่ยวข้องจะมีต้นทุนล่วงหน้าที่สูงกว่าวิธีการง่ายๆ เช่น การขัดหรือการกลิ้งก็ตาม

เนื่องจากกระบวนการนี้รวมความเข้มข้นของพลังงานเข้มข้นกว่าการกลิ้งแบบมาตรฐาน จึงสามารถบรรลุผลได้ในเวลาไม่กี่นาทีแบบที่การกลิ้งแบบธรรมดาอาจต้องใช้เวลาหลายชั่วโมงกว่าจะสำเร็จ ซึ่งทำให้น่าสนใจสำหรับสภาพแวดล้อมการผลิตที่ปริมาณงานมีความสำคัญพอๆ กับคุณภาพพื้นผิว

การตัดเฉือนแบบไหลแบบมีฤทธิ์กัดกร่อนหรือที่รู้จักในชื่อ extrude honing ใช้ลูกสูบไฮดรอลิกเพื่อบังคับสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อนที่มีความหนืด - ที่บรรทุกด้วยอนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนละเอียด - ไปมาผ่านพื้นผิวภายในของชิ้นงาน เช่น รู ช่องทาง หรือโพรง เพื่อให้ได้รูปทรงที่มีความแม่นยำจากภายในสู่ภายนอก ลักษณะของวิธีนี้ ได้แก่ :

ควบคุมรูปทรงพื้นผิวภายในได้อย่างแม่นยำ สามารถสร้างรัศมีที่สม่ำเสมอหรือขจัดเสี้ยนออกจากทางเดินภายในได้

การบังคับใช้กับภูมิภาคที่ยากหรือเป็นไปไม่ได้สำหรับกระบวนการขัดแบบดั้งเดิมที่จะเข้าถึงช่องภายใน - และโพรงที่ซับซ้อนเป็นตัวอย่างที่สำคัญ และพื้นที่ที่การพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะมักสร้างรูปทรงเรขาคณิตที่การตกแต่งแบบทั่วไปไม่สามารถเข้าถึงได้

การกำจัดวัสดุที่ควบคุมได้ แม้ว่าเวลาในการดำเนินการมักจะนานกว่าวิธีพื้นผิวเชิงกล เนื่องจากจะต้องผ่านการไหลของสารกัดกร่อนผ่านชิ้นส่วนซ้ำๆ เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ต้องการ

การชุบด้วยไฟฟ้าใช้กระแสไฟฟ้าเพื่อสะสมไอออนของโลหะจากสารละลาย - เช่น ทองคำ เงิน หรือโครเมียม - ลงบนพื้นผิวของชิ้นส่วน ทำให้เกิดเป็นชั้นบางๆ ที่ใช้งานหรือตกแต่งได้ วัตถุประสงค์หลัก ได้แก่ การปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอ ความต้านทานการกัดกร่อน การนำไฟฟ้า และรูปลักษณ์โดยรวม ซึ่งทำให้เป็นตัวเลือกทั่วไปเมื่อชิ้นส่วน AM ที่เป็นโลหะต้องการคุณสมบัติเชิงหน้าที่เกินกว่าที่วัสดุพิมพ์พื้นฐานเพียงอย่างเดียวสามารถให้ได้

ในทางตรงกันข้าม การขัดเงาด้วยไฟฟ้าจะใช้กระแสไฟฟ้าในการละลายวัสดุออกจากพื้นผิวของชิ้นส่วน ช่วยลดความหยาบของพื้นผิวโดยการทำให้ยอดเขาและหุบเขามีขนาดเล็กลง เหมาะอย่างยิ่งกับการขัดชิ้นส่วนที่มีรูปร่างไม่ปกติ ซึ่งเครื่องมือขัดแบบกลไกจะต้องดิ้นรนเพื่อรักษาผิวสัมผัสที่สม่ำเสมอ และสามารถปรับปรุงลักษณะพื้นผิวได้อย่างมาก และลด-ข้อบกพร่องบนพื้นผิวที่เกี่ยวข้องกับแรงเสียดทานได้อย่างมาก

กระบวนการทั้งสองต้องการการควบคุมความหนาแน่นกระแสและองค์ประกอบของอิเล็กโทรไลต์อย่างระมัดระวัง เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอและทำซ้ำได้ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างสิ่งเหล่านี้คือการชุบด้วยไฟฟ้าเป็นกระบวนการเติมแต่ง - วัสดุที่สะสมอยู่บนพื้นผิว - ในขณะที่การขัดเงาด้วยไฟฟ้าเป็นกระบวนการลบ - วัสดุจะถูกเอาออกจากพื้นผิว การทำความเข้าใจความแตกต่างนี้มีความสำคัญในทางปฏิบัติ เนื่องจากการเลือกอันที่ไม่ถูกต้องสำหรับข้อกำหนดความคลาดเคลื่อนที่กำหนด อาจเพิ่มความหนาที่ไม่ต้องการหรือกำจัดวัสดุได้มากกว่าที่ค่าเผื่อมิติของชิ้นส่วนจะทนได้

การตัดเฉือนและการเจียรใช้โรงสี CNC เครื่องกลึง และอุปกรณ์ที่คล้ายกันในการตัดวัสดุออกจากชิ้นส่วนโดยตรง ทำให้ได้การควบคุมมิติและรูปร่างที่มีความแม่นยำสูง- พื้นผิวสำเร็จที่ทำได้ผ่านเส้นทางนี้อาจต่ำกว่า Ra 0.8μm ซึ่งเป็นระดับความเรียบที่พื้นผิว-ในการพิมพ์หรือสื่อ-ที่เสร็จแล้วส่วนใหญ่ไม่สามารถเทียบได้ด้วยตัวเอง

การตัดเฉือนด้วยการปล่อยประจุไฟฟ้า (EDM) ใช้การปล่อยประกายไฟระหว่างอิเล็กโทรดและชิ้นงานเพื่อกัดกร่อนวัสดุ ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตกแต่งโลหะผสมแข็งหรือโพรงภายในที่ซับซ้อนซึ่งเข้าถึงได้ยากด้วยเครื่องมือตัด ข้อเสียเปรียบหลักคือความเร็วในการประมวลผล ซึ่งมีแนวโน้มที่จะช้ากว่าการตัดเฉือนแบบทั่วไปอย่างมาก

ทั้งการตัดเฉือน/การเจียรและ EDM ต้องใช้อุปกรณ์เฉพาะทางและผู้ปฏิบัติงานที่มีทักษะ และโดยทั่วไปจะสงวนไว้สำหรับชิ้นส่วนที่มีข้อกำหนดความทนทานที่เข้มงวด - ส่วนประกอบด้านการบินและอวกาศเป็นตัวอย่างที่เป็นตัวแทน โดยที่ความแม่นยำของมิติและความสมบูรณ์ของพื้นผิวส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของชิ้นส่วนและอัตราความปลอดภัยของชิ้นส่วน

การเลือกวิธีการตกแต่งขั้นสุดท้ายที่เหมาะสมสำหรับชิ้นส่วนที่พิมพ์ด้วยโลหะ 3 มิตินั้นขึ้นอยู่กับรูปทรงโครงสร้างของชิ้นส่วน ข้อกำหนดด้านความแม่นยำ และขนาดการผลิตที่เกี่ยวข้อง วิธีการทางกล เช่น การขัดทรายและการพ่นทราย เหมาะอย่างยิ่งกับการรักษาพื้นผิวที่ใช้งานทั่วไป-อย่างรวดเร็ว ซึ่งเวลาตอบสนองมีความสำคัญมากกว่าการบรรลุค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้แคบที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยทั่วไปจะเลือกใช้วิธีทางเคมีและเคมีไฟฟ้า เช่น การขัดเงาด้วยไฟฟ้าและการชุบด้วยไฟฟ้า เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน - ความต้านทานการกัดกร่อน การนำไฟฟ้า หรือลักษณะการสึกหรอ - แทนที่จะทำเพียงเพื่อเหตุผลด้านความสวยงามเท่านั้น กระบวนการที่มีความแม่นยำสูง- เช่น การตัดเฉือนและ EDM สงวนไว้สำหรับชิ้นส่วนที่ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวด โดยที่ต้นทุนและเวลาดำเนินการที่เพิ่มขึ้นนั้นเหมาะสมกับความสำคัญของการใช้งาน

ใน-การผลิตในโลกแห่งความเป็นจริง เป็นเรื่องปกติที่จะรวมวิธีการต่างๆ เหล่านี้ไว้ภายในเวิร์กโฟลว์การตกแต่งขั้นสุดท้ายเดียว - ตัวอย่างเช่น การพ่นทรายชิ้นส่วนเพื่อขจัดขนาดพื้นผิวและทำให้รูปลักษณ์ภายนอกดูสม่ำเสมอ ตามด้วยการตัดเฉือนแบบกำหนดเป้าหมายบนพื้นผิวผสมพันธุ์ที่สำคัญ และการตกแต่งขั้นสุดท้ายด้วยการขัดเงาด้วยไฟฟ้าเพื่อให้ได้ทั้งพื้นผิวที่เรียบและความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีขึ้นในส่วนประกอบที่เสร็จแล้ว วิธีการแบบแบ่งชั้นประเภทนี้ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถปรับสมดุลต้นทุน ปริมาณงาน และคุณภาพชิ้นส่วนขั้นสุดท้าย แทนที่จะอาศัยวิธีหลังการประมวลผล-วิธีเดียวเพื่อตอบสนองทุกความต้องการในคราวเดียว