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增材制造后處理概述:批量精加工是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 

2023-05-31 23:02
增材制造(AM)已經(jīng)改變了制造領(lǐng)域的規(guī)則,為我們提供了無(wú)與倫比的設(shè)計(jì)自由度、材料利用率和快速生產(chǎn)能力。盡管享有這些優(yōu)勢(shì),后處理仍然是確保增材制造零件達(dá)到所需表面光滑度、精度和功能性的關(guān)鍵工序。

了解不同后處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)至關(guān)重要,因?yàn)橛性S多可用的選擇。本文對(duì)這些不同后處理技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比,并解釋了為什么批量精加工技術(shù)是最適合增材制造的、也是最有效的后處理解決方案。
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批量精加工技術(shù)可以適應(yīng)各種形狀和尺寸的零件,使其成為適用于各種增材制造應(yīng)用的多功能后處理方法

后處理技術(shù)概述

后處理是指利用各種技術(shù)來(lái)提升打印零件的表面質(zhì)量、尺寸精度和機(jī)械性能。常見的后處理技術(shù)包括手工精加工、數(shù)控加工、化學(xué)處理方法以及批量精加工技術(shù)。

手工精加工

手工精加工是一種傳統(tǒng)的增材制造后處理方法,涉及手動(dòng)打磨、研磨和拋光以達(dá)到所需的表面光潔度。手工精加工的主要優(yōu)勢(shì)包括能夠?qū)崿F(xiàn)使用自動(dòng)化方法可能難以實(shí)現(xiàn)的精確、定制的精加工,以及能夠快速識(shí)別和糾正零件中的錯(cuò)誤或缺陷。然而,手工精加工也可能耗時(shí)耗力,導(dǎo)致成本增加和效率降低。此外,表面處理的一致性可能因零件而異,具體取決于操作員的技能和經(jīng)驗(yàn)。因此,手工精加工可能適用于精度至關(guān)重要的小型或定制項(xiàng)目,但由于其時(shí)間和勞動(dòng)力要求,可能不適合大規(guī)模或大批量生產(chǎn)。

數(shù)控加工

數(shù)控加工(CNC加工)是一種用于增材制造零件的后處理方法,其作用類似于減材制造工藝。CNC加工的主要優(yōu)勢(shì)包括能夠?qū)崿F(xiàn)高精度和準(zhǔn)確性,即使對(duì)于復(fù)雜的幾何形狀也可以做到如此。CNC機(jī)器還具有高度可定制性,可以適應(yīng)多種材料,包括金屬、塑料和陶瓷。此外,CNC加工可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,從而降低人工成本并提高生產(chǎn)效率。然而,將CNC加工用作增材制造零件的后處理方法也存在一些缺點(diǎn)。其中一個(gè)主要缺點(diǎn)是設(shè)備和設(shè)置的高成本,這可能成為一些制造商進(jìn)入后處理市場(chǎng)的障礙。此外,CNC加工可能不適合具有復(fù)雜內(nèi)部特征或精細(xì)細(xì)節(jié)的零件。

化學(xué)方法加工

化學(xué)精加工是一種后處理方法,使用化學(xué)溶液處理增材制造零件以改變零件的表面光潔度或特性?;瘜W(xué)精加工的主要優(yōu)勢(shì)包括能夠在復(fù)雜的幾何形狀上實(shí)現(xiàn)精確和均勻的精加工,以及能夠改變零件的材料特性,例如耐腐蝕性或生物相容性。然而,使用化學(xué)精加工作為增材制造零件的后處理方法也有一些缺點(diǎn),其中關(guān)鍵是化學(xué)精加工的有效性可能取決于零件的材料和使用的特定化學(xué)品等因素,這可能很難在不同的部件或應(yīng)用程序中獲得一致的結(jié)果。

此外,化學(xué)精加工可能不適用于需要精確公差或具有復(fù)雜內(nèi)部特征的零件,因?yàn)榛瘜W(xué)溶液可能無(wú)法滲透或到達(dá)這些區(qū)域。總的來(lái)說(shuō),雖然化學(xué)精加工對(duì)于增材制造零件來(lái)說(shuō)是一種有效且具有成本效益的后處理方法,但必須仔細(xì)考慮這種方法的潛在缺點(diǎn)和局限性。

大批量精加工技術(shù)

批量精加工技術(shù),例如振動(dòng)和離心精加工,利用研磨介質(zhì)和機(jī)械能來(lái)平滑和拋光打印部件。這些流程具有高度可擴(kuò)展性,能夠同時(shí)處理大量零件。它們也用途廣泛,可處理各種材料和零件幾何形狀。此外,批量精加工技術(shù)具有成本效益、快速且環(huán)保的特點(diǎn)。
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批量精加工技術(shù)可以在復(fù)雜的零件幾何形狀上實(shí)現(xiàn)均勻的表面光潔度,即使在難以到達(dá)的區(qū)域也是如此。

與其他后處理方法相比,批量精加工技術(shù)還具有多項(xiàng)優(yōu)勢(shì),使其成為增材制造零件的首選。

可擴(kuò)展性

首先,批量精加工可以一次處理大量零件,與單獨(dú)處理零件相比,這可以顯著減少精加工所需的時(shí)間和勞動(dòng)力。這可以提高整體效率并降低生產(chǎn)成本。此外,批量精加工可確保大批量零件獲得一致的精加工結(jié)果,而手動(dòng)或單獨(dú)的精加工方法很難實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。這有助于確保零件滿足表面光潔度、粗糙度和其他關(guān)鍵參數(shù)的指定要求。

同時(shí)處理一大批零件也有助于減少精加工過(guò)程中的不確定因素,因?yàn)槊總€(gè)零件是在相同的持續(xù)時(shí)間內(nèi)以相同的方式進(jìn)行處理,這有助于降低成品部件出現(xiàn)缺陷或不一致的風(fēng)險(xiǎn)。

批量精加工的可擴(kuò)展性也使其成為一種用于精加工大量零件的具有成本效益的方法,因?yàn)殡S著批量大小的增加,每個(gè)零件的成本會(huì)降低。這對(duì)于航空航天和汽車等需要大量零件的行業(yè)尤為重要。

材料相容性

批量精加工技術(shù)適用于多種材料,包括金屬、聚合物和陶瓷。這種多功能性使制造商能夠?qū)Ω鞣N增材制造應(yīng)用使用單一的后處理方法,從而簡(jiǎn)化生產(chǎn)過(guò)程。通過(guò)對(duì)多種材料使用單一的后處理方法,制造商可以減少對(duì)每種材料的單獨(dú)設(shè)備或工藝的需求。這有助于降低設(shè)備成本、空間要求和維護(hù)需求。

在多種材料上使用單一的后處理方法也有助于提高過(guò)程控制和一致性。制造商可以開發(fā)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的整理流程,可以應(yīng)用于不同的材料,減少可變性并提高整體質(zhì)量。

此外,對(duì)單一后處理方法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化可以減少對(duì)額外設(shè)備的需求、減少設(shè)置時(shí)間并簡(jiǎn)化精加工過(guò)程,從而有助于提高整體效率。這可以幫助制造商以更低的成本更快地生產(chǎn)零件。

批量精加工技術(shù)可以適應(yīng)各種形狀和尺寸的零件,使其成為適用于各種增材制造應(yīng)用的多功能后處理方法。這意味著制造商可以使用批量精加工來(lái)精加工各種零件,無(wú)論其材料、形狀或尺寸如何。

統(tǒng)一性和一致性

批量精加工技術(shù)可以在復(fù)雜的零件幾何形狀上實(shí)現(xiàn)均勻的表面光潔度,即使在難以到達(dá)的區(qū)域也是如此。這種一致性可確保所有零件均符合要求的規(guī)格,從而提高產(chǎn)品質(zhì)量并減少對(duì)額外精加工工藝的需求。

增材制造零件通常具有復(fù)雜的幾何形狀和難以觸及的區(qū)域,傳統(tǒng)方法難以完成。然而,大規(guī)模精加工技術(shù)可以在整個(gè)零件上實(shí)現(xiàn)均勻的表面光潔度。在復(fù)雜的幾何形狀上實(shí)現(xiàn)均勻的表面光潔度對(duì)于確保產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。通過(guò)實(shí)現(xiàn)一致的精加工結(jié)果,批量精加工技術(shù)可以幫助確保所有零件滿足表面光潔度、粗糙度和其他關(guān)鍵參數(shù)的要求規(guī)格。

批量精加工技術(shù)還可以幫助減少精加工結(jié)果的偏差,即使在復(fù)雜的幾何形狀中也是如此。這有助于降低成品部件出現(xiàn)缺陷或不一致的風(fēng)險(xiǎn),從而提高整體質(zhì)量。在復(fù)雜的幾何形狀上實(shí)現(xiàn)一致的表面光潔度可以減少對(duì)額外精加工工藝的需求,例如手工精加工或二次加工。這有助于減少整理所需的時(shí)間和成本,提高整體生產(chǎn)效率。

它還可以提高成品零件的美感,使它們更具視覺吸引力。這對(duì)于面向消費(fèi)者的產(chǎn)品或最終產(chǎn)品中可見的部件尤為重要。

降低勞動(dòng)力成本

大規(guī)模精加工技術(shù)在很大程度上是自動(dòng)化過(guò)程,需要最少的人工干預(yù),從而降低了勞動(dòng)力成本和人為錯(cuò)誤的可能性。大規(guī)模精加工技術(shù)的自動(dòng)化也可以提高效率,因?yàn)闄C(jī)器可以連續(xù)工作,不會(huì)中斷或中斷。這有助于減少整理所需的時(shí)間和成本,提高整體生產(chǎn)效率。

批量精加工技術(shù)還可以結(jié)合質(zhì)量控制功能,例如傳感器和反饋機(jī)制,這些功能可以檢測(cè)并糾正精加工過(guò)程中的錯(cuò)誤或偏差。這進(jìn)一步減少了人為錯(cuò)誤的可能性并提高了整體產(chǎn)品質(zhì)量。
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增材制造后處理技術(shù)供應(yīng)商應(yīng)該能夠提供定制的技術(shù)/介質(zhì)解決方案,以產(chǎn)生最佳的表面光潔度,同時(shí)保持零件的完整性。

伙伴關(guān)系和合作

在選擇批量精加工后處理技術(shù)供應(yīng)商時(shí),重要的是要找到在工藝開發(fā)和優(yōu)化方面具有專業(yè)知識(shí)的供應(yīng)商,這對(duì)于實(shí)現(xiàn)可重復(fù)的最終結(jié)果至關(guān)重要。專家工程師應(yīng)該能夠與客戶密切合作,開發(fā)量身定制的后處理解決方案,以優(yōu)化周期時(shí)間、最大限度地減少浪費(fèi)并確保所需的表面光潔度和尺寸精度。

供應(yīng)商還應(yīng)展示對(duì)提供卓越客戶支持的重視,并提供一系列服務(wù),包括設(shè)備安裝、培訓(xùn)、維護(hù)和故障排除。這種對(duì)客戶滿意度的承諾確保客戶可以依賴他們選擇的供應(yīng)商提供持續(xù)的幫助和專業(yè)知識(shí)。

所選擇的供應(yīng)商應(yīng)該擁有涵蓋廣泛的批量精加工技術(shù)的專業(yè)知識(shí)。通過(guò)提供全面的產(chǎn)品和服務(wù)組合,供應(yīng)商可以成為滿足客戶多樣化后處理需求的一站式平臺(tái)。

如果您選擇的批量精加工后處理技術(shù)供應(yīng)商提供范圍廣泛的研磨介質(zhì)和精加工化合物,并且專門針對(duì)增材制造應(yīng)用的需求量身定制,那么這將是有利的。通過(guò)了解不同材料和零件幾何形狀的獨(dú)特特性,供應(yīng)商應(yīng)該能夠提供定制的技術(shù)/介質(zhì)解決方案,在保持零件完整性的同時(shí)保證了最佳表面光潔度。
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