La tecnologia di post-elaborazione influirà sul ciclo di consegna?

Infatti, il tipo di tecnologia di post-elaborazione è un'arma a doppio taglio-in termini di complessità e ciclo.
Esistono quattro tipi di tecniche di post-lavorazione per la stampa 3D dei metalli: trattamento termico, trattamento superficiale, lavorazione meccanica e pressatura isostatica a caldo (HIP). Ognuna di queste procedure ha un effetto molto diverso sul ciclo di consegna.

1. Trattamento termico: la battaglia tra tempo e denaro spesi e miglioramento delle prestazioni
Il modo principale per eliminare lo stress residuo e migliorare i materiali è attraverso il trattamento termico, ma il tempo necessario è importante. Ad esempio, le parti in lega di titanio Ti6Al4V devono essere ricotte a 800–900 gradi per 30–120 minuti. La lega ad alta temperatura Inconel 718-, invece, richiede un trattamento di soluzione e invecchiamento che richiede più di 10 ore. Se la struttura della parte è complicata o lo spessore della parete è irregolare, è necessario modificare la curva della temperatura nelle parti per allungare il tempo di lavorazione. Un certo progetto di ugelli per motori aeronautici ha dimostrato che le parti senza trattamento termico duravano solo 2000 cicli, ma dopo il trattamento termico duravano 13000 cicli. Tuttavia, il trattamento termico ha aggiunto il 30% al ciclo di consegna.

2. Trattamento superficiale: trovare il giusto equilibrio tra precisione e velocità
L'obiettivo del trattamento superficiale è migliorare le superfici delle parti, tuttavia procedure diverse funzionano a velocità molto diverse. La lucidatura manuale dipende dall'abilità dell'operatore, e possono essere necessarie ore per lavorare ogni pezzo, con scarsa ripetibilità; I ritmi del processo di sabbiatura sono rapidi, tuttavia non è facile arrivare a strutture interne complicate; La lucidatura chimica può raggiungere un livello di precisione micrometrico sciogliendo gli oggetti in parallelo, ma la concentrazione della soluzione e il tempo necessario per la reazione devono essere controllati con molta attenzione. La lucidatura chimica viene utilizzata da una determinata azienda di impianti medici per levigare la superficie della lega di titanio porosa da 6–12 μm a 0,2–1 μm, tuttavia sono necessarie ancora 1–2 ore per trattare un singolo pezzo.

3. Lavorazione meccanica: la "trappola del tempo" della compensazione di precisione
Le parti metalliche stampate in 3D spesso necessitano di lavorazione per correggere errori dimensionali, ma è difficile elaborare pezzi con strutture complicate. Ad esempio, il diametro interno del manicotto raffreddato ad acqua-di un'auto deve essere mantenuto entro ± 0,01 mm. Questo può essere fatto con la fresatura a cinque-assi, che impiega dalle 4 alle 6 ore per produrre un singolo pezzo. Se i pezzi hanno pareti sottili o sono pendenti è necessario realizzare attrezzature specifiche che allungheranno ulteriormente i tempi di preparazione.

4. Pressatura isostatica a caldo (HIP): il "costo in tempo" di un grande salto di prestazione
L’HIP è un passo importante per eliminare i pori interni e rendere le cose più dense, ma costa molti soldi e richiede molto tempo. Per un determinato progetto di ugelli aerospaziali, il trattamento HIP deve essere eseguito a una pressione di 100 MPa e una temperatura di 1200 gradi per 4 ore, con la temperatura che sale e scende, il che significa che ogni ciclo di lavorazione dura 12 ore. L'HIP fa sì che i componenti durino sei volte di più, ma fa anche sì che le consegne richiedano un tempo di consegna del 50% più lungo.

2, Controllo dei parametri di processo: trovare il giusto equilibrio tra precisione e ciclo
La chiave per abbreviare il ciclo di consegna è avere il controllo esatto sui parametri del processo di post-elaborazione. Ad esempio, se la deviazione del controllo della temperatura durante il trattamento termico è superiore a ± 10 gradi, i componenti potrebbero diventare più grossolani o non rilasciare abbastanza stress, il che significherebbe che dovranno essere rifatti. Un'azienda ha installato un sistema avanzato di gestione della temperatura che mantiene la temperatura del trattamento termico entro ± 5 gradi. Ciò riduce del 20% i tempi di lavorazione di ogni pezzo.

Quando si tratta di trattamento superficiale, la concentrazione della soluzione chimica lucidante deve essere modificata in base al materiale e alla ruvidità superficiale delle parti. Creando un database dei processi, un'azienda medica è riuscita a ottimizzare la concentrazione della soluzione chimica lucidante al 15%–20%. Ciò ha ridotto il tempo di lavorazione di un singolo articolo da 2 ore a 1 ora e ha mantenuto la ruvidità della superficie al di sotto di 0,4 μm.

Nella lavorazione, il funzionamento della programmazione del controllo numerico ha un effetto diretto sul ciclo di lavorazione. Una certa azienda che produce componenti per automobili ha messo a punto un sistema di programmazione assistita dall'AI-. Questo riduce il tempo di programmazione da 4 ore a 1 ora e il tempo di lavorazione di un singolo pezzo da 6 ore a 4 ore.

3, Efficienza delle attrezzature e del personale: il “supporto sottostante” del ciclo di erogazione
Il ciclo di consegna è influenzato dalle prestazioni delle apparecchiature di post-elaborazione e dal livello di competenza degli operatori. Ad esempio, le tipiche apparecchiature HIP possono riscaldare e raffreddare solo a una velocità di 50 gradi/ora, ma le moderne apparecchiature HIP a riscaldamento rapido possono farlo a una velocità di 200 gradi/ora. Ciò riduce del 60% i tempi di lavorazione di un singolo pezzo. Dopo che una certa compagnia aerea ha acquistato apparecchiature HIP a riscaldamento rapido, la sua capacità di lavorazione annuale è passata da 500 a 1500 pezzi e il tempo necessario per la consegna è diminuito del 40%.

Quando si tratta di competenze umane, gli operatori di talento possono ridurre i tempi di non-elaborazione rendendo il percorso del processo più efficiente. Ad esempio, un laboratorio di lavorazione meccanica ha insegnato agli operatori come utilizzare la tecnologia di "lavorazione integrata multiprocesso", che combinava pezzi che prima richiedevano tre processi in uno solo, riducendo il tempo necessario per elaborare un articolo da 8 ore a 5 ore.

4, Pratica industriale: un caso modello per migliorare i cicli di consegna
Nel settore aerospaziale, un'azienda utilizza una linea di produzione integrata che comprende "stampa, trattamento termico, HIP e lavorazione meccanica". Utilizzano la simulazione del processo per migliorare le impostazioni del trattamento termico e ridurre i tempi di consegna da 30 giorni a 18 giorni. Il tempo di trattamento termico è stato ridotto da 12 ore a 8 ore, e il tempo di HIP è stato ridotto da 12 ore a 7 ore.
Una certa azienda ortopedica nel settore medico ha escogitato un modo per combinare la "lucidatura chimica" e la "lavorazione meccanica" per rendere più lisci gli impianti porosi in lega di titanio, passando da 6–12 m a 0,2–1 m. Le macchine lucidatrici automatizzate hanno ridotto il tempo necessario per lavorare ogni pezzo da 2 ore a 0,5 ore, e il ciclo di consegna è stato ridotto del 60%.
Nel settore automobilistico, un'azienda ha sviluppato un sistema di programmazione assistita dall'intelligenza artificiale-con apparecchiature di fresatura a cinque-assi. Ciò ha ridotto il ciclo di lavorazione delle maniche-raffreddate ad acqua delle automobili da sei a tre ore. L'intero ciclo di consegna è stato ridotto da 15 a 9 giorni a causa del rapido-riscaldamento delle apparecchiature HIP.