Quali parti solitamente richiedono una lavorazione secondaria?

一, Esigenze di lavorazione secondarie che provengono dalle funzioni principali
1. La superficie di tenuta e la superficie di accoppiamento
Superficie di tenuta: la superficie di tenuta deve essere in grado di gestire fluidi ad alta-pressione (come olio idraulico e gas) in luoghi come corpi di valvole idrauliche e camere di combustione di turbine a gas. Per arrestare le perdite, la ruvidità della superficie deve essere mantenuta al di sotto di Ra0,4 μm. Ad esempio, la superficie di tenuta del corpo valvola in lega di titanio stampato in 3D-della pompa del carburante di un motore aeronautico necessita di taglio CNC per eliminare le particelle di polvere non fusa in modo che si adatti bene all'anello di tenuta in gomma.
Per ottenere una precisione di livello IT5-IT6, le superfici corrispondenti come le superfici di accoppiamento degli ingranaggi, i fori di montaggio dei cuscinetti e così via devono essere rettificate o levigate. Dopo la stampa 3D di un certo tipo di riduttore epicicloidale, la rugosità della superficie del dente passa da Ra6,3 μm a Ra0,8 μm e il rumore diminuisce di 15 dB grazie alla tornitura e alla rettifica severa.
2. Sistema di fili e fori
Filo: i fili stampati in 3D hanno spesso profili dei denti incompleti a causa dell'adesione della polvere, quindi devono essere maschiati o arrotolati. Ad esempio, dopo la stampa 3D, le filettature delle viti ossee negli impianti medici devono essere fissate con un maschio per assicurarsi che aderiscano perfettamente al tessuto osseo.
Sistema di fori: per garantire che i fori profondi e quelli che si incrociano siano coassiali, è necessario alesare e alesare. Ad esempio, i fori di raffreddamento sul disco della turbina di un motore aeronautico sono controllati entro ± 0,02 mm dalla deviazione dell’apertura utilizzando un mix di tecnologie di stampa 3D e lavorazione a scarica elettrica (EDM).
3. Canali per luce e fluidi
La lucidatura di superfici ottiche come riflettori laser e finestre a infrarossi con una precisione superficiale di λ/10 (lunghezza d'onda di 632,8 nm) richiede una precisione ultra-. Ad esempio, un certo tipo di staffa ottica satellitare viene realizzata stampandola in 3D e quindi utilizzando la lucidatura magnetoreologica per eliminare le increspature superficiali in modo da soddisfare le esigenze dei sistemi ottici spaziali.
La lucidatura elettrochimica (ECP) è necessaria per eliminare le bave sulle pareti interne degli scambiatori di calore a microcanali, degli ugelli del carburante e di altri canali dei fluidi. Ciò rende il flusso meno resistente. L'ugello del carburante del motore LEAP di GE Aviation, ad esempio, include un percorso di flusso interno stampato in 3D-che è stato trattato con ECP. Ciò ha ridotto le dimensioni delle particelle di atomizzazione del carburante del 30% e aumentando l'efficienza della combustione del 5%.
2, La necessità di ulteriori lavorazioni a causa dei limiti del processo
1. La rugosità della superficie è superiore al normale.
Luoghi comuni: la superficie di contatto della struttura portante, la superficie sovrastante e un grande piano. La superficie di contatto della struttura di supporto di una coppa acetabolare in lega di titanio stampata in 3D- ha una ruvidità di Ra12 μ m perché la polvere vi aderisce. Per ridurre l'usura del tessuto osseo è necessario levigarlo con un nastro abrasivo fino a Ra1,6 μm.
Supporto dati: il processo SLM stampa la lega Inconel 718 con una rugosità di Ra8–15 μ m sulla superficie. Dopo la fresatura, questa rugosità si riduce a Ra0,8–1,6 μm e la resistenza alla fatica viene aumentata di tre volte.
2. Precisione dimensionale insufficiente
Le misurazioni importanti includono l'apertura, la larghezza della fessura, la differenza di altezza del gradino e così via. Ad esempio, un certo tipo di scanalatura del tenone della pala di turbina ha una tolleranza di larghezza di ± 0,05 mm, ma dopo la stampa 3D, la variazione è di ± 0,2 mm, che deve essere corretta mediante taglio a filo (WEDM).
Nel caso delle alette guida delle turbine a gas di Siemens Energy, vengono utilizzate la stampa 3D e la tecnologia di fresatura del collegamento a cinque-assi per mantenere la deviazione dello spessore della forma della pala al di sotto di ± 0,05 mm, migliorando l'efficienza del flusso d'aria del 2%.
3. Correzione dei difetti all'interno
Esistono diversi tipi di difetti, come porosità, mancanza di fusione, crepe e così via. Ad esempio, se l'esame a raggi X mostra difetti peggiori del normale in parti portanti importanti delle strutture aeronautiche, è necessario ripararli mediante perforazione, saldatura e lavorazione meccanica. Dopo aver eliminato i difetti attraverso la fresatura locale, la sezione stampata in 3D del cilindro esterno del carrello di atterraggio di un certo tipo di aereo viene fissata mediante saldatura a fascio di elettroni. Quindi, il trattamento termico elimina qualsiasi stress residuo.
3. Esempi di come viene utilizzato il settore e di come viene utilizzato nella vita reale
1. Il settore aerospaziale
Parti del motore: Rolls Royce UltraFan ® Il telaio della ventola del motore è realizzato in lega di titanio-stampata in 3D e presenta fori di installazione che devono essere praticati per assicurarsi che siano in linea con i cuscinetti. Ciò riduce i valori di vibrazione del 40%.
Componenti strutturali del satellite: parti in lega di alluminio-stampate in 3D di un certo tipo di staffa del satellite. I residui di supporto sono stati eliminati utilizzando la lavorazione CNC, che ha reso le parti più leggere del 15% pur rispettando gli standard di sigillatura sottovuoto di livello spaziale-.
2. Impianti per uso medico
Giunzione personalizzata: per ottenere una levigatezza Ra0,2 μm sulla superficie del condilo femorale dell'impianto dell'articolazione del ginocchio stampato in 3D di Johnson & Johnson DePuy Synthes, la superficie deve essere molata con estrema precisione. Ciò fa sì che il cemento osseo si usuri meno rapidamente.
Impianti dentali: gli impianti in lega di titanio stampati in 3D-di Nobel Biocare necessitano di microfresatura per eliminare la polvere che si attacca alla radice delle filettature. Ciò li rende inizialmente più stabili del 25%.
3. Strumenti per l'energia
Valvole per l'energia nucleare: le valvole in lega a base di nichel- prodotte dalla China National Nuclear Corporation necessitano di rivestimento e rettifica laser per evitare perdite ad una temperatura elevata di 650 gradi. Durano il doppio dei getti normali.
Piastra bipolare per celle a combustibile: la piastra bipolare in acciaio inossidabile-stampata in 3D per la cella a combustibile Toyota Mirai necessita di incisione chimica e lucidatura del canale di flusso per ridurre la resistenza di contatto da 10 m Ω· cm ² a 1 m Ω· cm ². Ciò rende il sistema più efficiente dell’8%.