Hai approvato il prototipo. La geometria è verificata, la superficie sembra accettabile e i primi test meccanici sono stati superati. Ora l'ordine sta per passare da pochi pezzi a centinaia. Questo è il momento in cui molti team esitano-soprattutto quando le parti sono impianti medici in titanio. Un difetto interno che appare solo a livello di volume può significare scarti, lanci ritardati o gravi rischi normativi. La vera domanda non è più seStampa 3D in metallopuò produrre la parte. Dipende se il processo è sufficientemente stabile da produrre la stessa parte, ripetutamente, su larga scala.
Punto chiave: un buon prototipo dimostra che il design funziona. Ciò non dimostra che il processo sia sufficientemente stabile da poter essere ripetuto centinaia di volte senza difetti.
Perché l'ispezione pre-della produzione è più importante nella stampa 3D in metallo
La lavorazione CNC inizia con un materiale solido e certificato. La maggior parte delle variazioni deriva da strumenti, dispositivi o programmazione. La fusione del letto di polvere costruisce il materiale strato dopo strato. L'apporto di calore, le condizioni della polvere, la strategia di scansione e lo stress residuo interagiscono tutti. Piccoli cambiamenti in ognuno di questi possono creare porosità, fusione incompleta o distorsione che un singolo prototipo potrebbe non rivelare.
Le revisioni del settore sulla produzione additiva di metalli identificano ripetutamente la porosità, lo stress residuo e la deviazione geometrica come i problemi che causano maggiori problemi quando si passa dal campione alla produzione. Questi problemi spesso rimangono nascosti finché gli stessi parametri non vengono ripetuti su più build. I prodotti medicali tradizionali di precisione lavorati a CNC di solito iniziano con una barra o una piastra omogenea, quindi l'ispezione si concentra principalmente sulle dimensioni e sulla superficie. Nella lavorazione additiva con metalli, l'integrità del materiale stesso deve essere dimostrata prima che venga rilasciato il volume.
Cosa verificare prima di ridimensionare
Un gate di pre-produzione funzionante in genere copre i seguenti sei controlli.
Confronta la parte as-costruita con il CAD con una CMM o una scansione ottica, concentrandoti sulle caratteristiche sensibili allo stress residuo o al posizionamento del supporto.
Utilizza la scansione TC per individuare porosità,-mancanza di-zone di fusione e polvere intrappolata - raramente opzionale per gli impianti medici in titanio.
Misura i volti funzionali. Decidere in anticipo se è necessaria una lavorazione secondaria o una finitura già convalidata.
Conferma che il lotto di polvere corrisponde alle specifiche e che la cronologia del riutilizzo viene registrata per la tracciabilità del - lotto completo-a-parte per lavori regolamentati.
Tagliandi di prova stampati nelle stesse condizioni - risultati di trazione o controlli di durezza confermano le proprietà previste.
Compilare dimensioni, certificati dei materiali, parametri di processo e risultati NDT come riferimento per i lotti successivi.
Nel loro insieme, questi controlli costituiscono un pratico elenco di controllo per l'ispezione delle parti di pre-produzione. Saltare qualcuno di essi aumenta le probabilità di scoprire problemi solo dopo che un grosso ordine è già in elaborazione.
Difetti che tendono ad apparire a volume
Diversi problemi si presentano ripetutamente nella fusione del letto di polvere:
- Porosità da gas, mancanza di fusione o effetti buco della serratura
- Deformazione e distorsione causate dallo stress residuo
- Delaminazione degli strati
- Fessurazione legata allo stress o alla sensibilità del materiale
- Irregolarità superficiali e polvere intrappolata nei canali
Ognuno di questi può sembrare accettabile in un prototipo attentamente controllato e diventare comunque inaccettabile quando il lavoro viene ripetuto a un volume più elevato. La porosità in particolare riduce le prestazioni a fatica-esattamente la proprietà che conta per gli impianti e le parti strutturali. Trovarlo presto con la TAC costa molto meno che affrontarlo dopo aver finito o, peggio, dopo il rilascio.
Esempio di caso: individuare un problema prima delle 500 unità
Caso di studio
Un cliente di dispositivi medici- ha spostato una serie di impianti in titanio dal prototipo alla pre-produzione. Le dimensioni esterne e l'aspetto visivo corrispondevano al disegno. L'ispezione CT, tuttavia, ha mostrato una porosità interna superiore al limite concordato su parti della stessa costruzione.
Invece di rilasciare il batch, il team ha modificato i parametri di scansione ed ha eseguito un nuovo set di convalida. La porosità è scesa nell'intervallo accettabile e l'ordine più grande è andato avanti senza lo stesso difetto interno. La cattura anticipata ha evitato la rottamazione o la rielaborazione di diverse centinaia di pezzi e ha mantenuto puliti i dati di convalida.
Cosa cercare in un partner per la stampa 3D in metallo
Non tutti i negozi che offrono la stampa 3D in metallo dispongono della profondità di ispezione o del sistema di qualità richiesti per le parti regolamentate. Quando valuti un produttore o una fabbrica di stampa 3D in metallo, concentrati su alcuni punti concreti:
Un partner capace discuterà questi elementi in termini specifici. Per il lavoro medico, l’esperienza nel supporto della stampa 3D in metallo per dispositivi medici nell’ambito di un sistema controllato di solito conta più dei marchi delle macchine.
Domande frequenti
D: Come si controlla la qualità di una parte metallica stampata in 3D?
R: Combina misurazione dimensionale (CMM o scansione ottica), ispezione interna (tipicamente CT), controlli di rugosità superficiale, revisione della certificazione dei materiali e test meccanici dei coupon. La miscela esatta dipende dal livello di rischio e dall'uso finale.
D: Quali difetti sono comuni nella stampa 3D in metallo?
R: Porosità, distorsione da stress residuo-o fessurazioni, delaminazione dello strato e problemi superficiali sono i problemi più frequenti. Molti sono legati al processo-e possono essere ridotti con un adeguato controllo e monitoraggio dei parametri.
D: La stampa 3D in metallo è abbastanza precisa per gli impianti medici?
R: Può essere, a condizione che sia l'accuratezza dimensionale che l'integrità del materiale siano dimostrate attraverso un processo qualificato. La sola precisione non è sufficiente.
D: Quanto costa l'ispezione delle parti prima della produzione di massa?
R: I costi variano in base alle dimensioni della parte, al materiale e alla profondità di ispezione. La scansione TC e i test meccanici comportano costi aggiuntivi, ma sono quasi sempre inferiori al costo di un lotto di produzione fallito o di un problema sul campo.