چالش ها و راه حل ها در ماشینکاری قطعات پرینت سه بعدی فلزی

بسیاری از قطعات فلزی پرینت سه بعدی برای تولید سطوح دقیق نیاز به ماشین کاری دارند.با این حال، قطعات پرینت سه بعدی اغلب قطعات سبک وزن با اشکال هندسی پیچیده هستند، که چالش هایی را برای ماشینکاری بعدی به همراه دارد.هنگام ماشینکاری قطعات پرینت سه بعدی، باید در نظر داشت که آیا سفتی پرینت سه بعدی الزامات ماشینکاری را برآورده می کند، چگونه این قطعات پرینت سه بعدی را با ساختارهای پیچیده گیره کنیم و یک سری مشکلات.ما چالش‌ها و راه‌حل‌های ماشین‌کاری قطعات فلزی پرینت‌شده سه‌بعدی را از طریق یک مورد به اشتراک گذاشته شده توسط متخصصان ساخت افزودنی مورد بحث قرار دادیم.

چاپ سه بعدی یک فناوری انعطاف پذیر با محدودیت های کمی در طراحی است.با کمک فن آوری پرینت سه بعدی، طراحان می توانند برخی از طرح های طراحی پیچیده، مانند سازه های سبک وزن و ساختارهای یکپارچه با عملکردهای یکپارچه را تحقق بخشند.با این حال، این مزایای فناوری ساخت افزودنی گاهی اوقات با در نظر گرفتن چالش‌های ناشی از ماشین‌کاری بعدی تضعیف می‌شود.اگر چالش‌های پیش‌رو در ماشین‌کاری بعدی به طور کامل در طراحی اولیه و ساخت قطعات تولید افزودنی در نظر گرفته نشود، ممکن است به دلیل شکست پردازش قطعه، تلفات رخ دهد.
قطعات پرینت سه بعدی معمولاً برای دستیابی به سوراخ های گرد دقیق و سطوح صاف و مسطح باید ماشین کاری شوند و سپس با قطعات دیگر مونتاژ شوند.با این حال، ساختار پیچیده و سبک وزن قطعات پرینت سه بعدی گاهی اوقات به دلیل سفتی ناکافی نمی تواند با فرآیند پردازش سازگار شود.علاوه بر این، ساختار پیچیده نیز دشواری بستن ایمن قطعه کار را افزایش می دهد.

چالش های اتمام
1. آیا سفتی قطعات پرینت سه بعدی برای پاسخگویی به بار تحمل شده در حین ماشینکاری کافی است؟آیا قطعه از ابزار منحرف می شود و ارتعاش ایجاد می کند که باعث ارتعاش ابزار و منجر به اثر ماشینکاری ضعیف می شود؟اگر سفتی قطعات پرینت سه بعدی برای پاسخگویی به الزامات ماشین کاری کافی نباشد، چه راه حل هایی می توان برای حل این مشکلات استفاده کرد؟
2. اگر مشکل سفتی حل شود، چالش بعدی نحوه تراز کردن ماشین ابزار است.قطعات پرینت شده سه بعدی ممکن است در حین چاپ دچار تغییر شکل و عدم وجود مبنا واضح شوند، به این معنی که هنگام ماشینکاری قطعات پرینت سه بعدی، ابتدا باید قسمت "خوب" قطعات را پیدا کنید.به دست آوردن تراز 5 محوری بهینه قطعه بسیار مهم است.
Renishaw چالش ها و راه حل های موجود در تکمیل قطعات پرینت سه بعدی را از طریق یک میله راهنمای مایکروویو پرینت سه بعدی فلزی بررسی کرد.از آماده سازی قبل از ماشین کاری تا تکمیل نهایی قطعات، در مجموع 9 مرحله وجود دارد.
شکل سمت چپ میله راهنمای تولید شده با ایده های طراحی سنتی و روش های ساخت را نشان می دهد که از چندین قسمت مونتاژ شده است.شکل سمت راست میله راهنمای پرینت سه بعدی را نشان می دهد که یک قطعه یکپارچه است.وزن آن در مقایسه با قطعه اصلی به نصف کاهش یافته است.این قطعه برای ماهواره های مخابراتی طراحی شده است.الزامات اصلی عملکرد این قطعه، سبک وزن، بهبود راندمان انتقال امواج مایکروویو و کاهش فضای مورد نیاز این قطعه برای محموله های ماهواره ای است.

راه حل
مرحله 1: نیروی برش مورد نظر را ایجاد کنید
ابتدا، ارزیابی کنید که آیا قطعات پرینت سه بعدی دارای سفتی کافی برای ماشینکاری هستند یا خیر.
Dynamo Data بار مکرر را نشان می دهد و می توان دید که نیروی پیک حدود دو برابر مقدار متوسط ​​است.همچنین می توانید برش را در اعماق مختلف امتحان کنید تا ببینید چگونه بر بار روی قطعه تأثیر می گذارد.
مرحله 2: شبیه سازی نیروی برش
از طریق فرآیند شبیه‌سازی، مشخص شد که پردازش لبه فلنج در اطراف انتهای آزاد قطعه باعث انحراف آشکار (بیشتر از 150 میکرومتر) می‌شود، و تحلیل اجزای محدود نیز اعوجاج آشکاری را نشان می‌دهد که ممکن است منجر به برش ناهموار شود.
مرحله 3: آزمایش اولیه برش
اگر ماشینکاری در شرایط فوق انجام شود، قطعات از ابزار منحرف می شوند و به عقب برگشته و در نتیجه لرزش سطح، لرزش ابزار و مشکلات دیگر ایجاد می شود.نتیجه این مشکلات، پوشش ضعیف سطح است.
راه حل این مشکلات بهبود صلبیت قطعات در فرآیند برش است.دو مرحله برای بهبود سفتی وجود دارد، یکی تنظیم طراحی قطعات پرینت سه بعدی و دیگری تغییر حالت گیره در حین ماشینکاری.ابتدا بیایید نحوه حل این مشکلات را با تنظیم طرح درک کنیم.

مرحله 4: با تغییر طراحی قطعات پرینت سه بعدی با چالش ماشینکاری روبرو شوید
هدف از تغییر طراحی قطعات پرینت سه بعدی، سفت‌تر کردن قطعات است.در این مورد، طراح یک ساختار تکیه گاه اضافه کرد که اجزا را در دو انتهای قطعات به هم متصل می کند تا عیوب مشاهده شده در آزمایش برش را کاهش دهد.
یا یک ساختار خرپایی متصل بین دو جزء انتهایی اضافه کنید که پیچیده تر است.عیب بهبود سفتی با تنظیم طرح طراحی این است که حجم اشغال شده توسط قطعات را افزایش می دهد که ممکن است فضای اشغال شده توسط سایر اجزا را تحت تاثیر قرار دهد و کارایی کلی طرح را کاهش دهد.یکی دیگر از مشکلات قابل توجه این است که در حالت گیره قطعه کار معمولی، قطعات پس از تنظیم و طراحی اغلب هنوز نمی توانند نیازهای ماشینکاری را برآورده کنند، بنابراین لازم است در حالت گیره قطعات تجدید نظر شود.

مرحله 5: در روش بستن قطعات تجدید نظر کنید
در این مورد، راه حل خاص روش بستن مجدد، طراحی یک فیکسچر سفارشی برای قسمت پرینت سه بعدی و ساخت مستقیم فیکسچر سفارشی با تجهیزات چاپ سه بعدی است که خطر تغییر شکل قطعه و آسیب سطح را کاهش می دهد و چاپ سه بعدی را ایجاد می کند. بخشی نزدیک به ویژگی های پردازش، کاهش انحراف و لرزش.
مرحله 6: مدل سازی وسایل سفارشی
در طول تجزیه و تحلیل اجزای محدود قطعات چاپ شده سه بعدی در فیکسچر، طراح متوجه شد که سفتی را می توان با بستن بهتر ساختار "مستقیم" در قطعه بهبود داد.
مرحله 7: آماده سازی ماشینکاری

پس از تکمیل تنظیمات طراحی قطعات پرینت سه بعدی و طراحی و ساخت وسایل سفارشی، می توانیم وارد مرحله آماده سازی ماشینکاری شویم.
شکل قسمت چاپ سه بعدی بهینه شده با توپولوژی را نشان می دهد که بر روی گیج انعطاف پذیر اندازه گیری شده است تا تراز 5 محوری برای پردازش های بعدی ایجاد شود.
در این فرآیند، خطاها زمانی رخ می‌دهند که حرکت خطی و چرخشی شفت مکانیکی از تلورانس‌های لازم برای ساخت قطعات دقیق فراتر رود.در این مورد، مهندس از پروب تماسی Renishaw و نرم افزار اندازه گیری NC Checker برای شناسایی و نظارت بر این مشکلات استفاده کرد.

مرحله 8: راه اندازی قطعه
در ماشین‌کاری معمولی، ابتدا صفحات مبنا ایجاد می‌شوند و سپس از این ویژگی‌ها برای تراز کردن و قرار دادن قطعات برای عملیات ماشین‌کاری بعدی استفاده می‌شود.با این حال، برای بخش پرینت سه بعدی در این مورد، روش مرسوم رعایت نشد، زیرا داده دقیق باید پس از تولید تمام سطوح دیگر به عملیات ماشینکاری نهایی اضافه شود.
چالش تنظیم قطعات پرینت سه بعدی تنظیم آن بر اساس شکل واقعی قطعه است که شامل درک وضعیت مواد قطعه در تمام مناطقی است که در آن قسمت‌های دقیق برنامه‌ریزی شده است، با در نظر گرفتن هزینه ماشینکاری، تغییر شکل قطعه. و عوامل دیگردر این مورد، طراح به دنبال این است که مواد کافی را در تمام این مکان ها باقی بگذارد تا امکان برش ثابت و کارآمد را فراهم کند.در این مرحله همچنان می توان از پروب و نرم افزار اندازه گیری برای یافتن "بهترین تناسب" تنظیمات تکمیل استفاده کرد.
راه دیگر برای تنظیم یک قطعه پرینت سه بعدی برای تکمیل، استفاده از مشخصات قابل برنامه ریزی فروشگاهی برای اندازه گیری قطعه و انجام تراز است.این روش برای کاربردهای دسته ای بزرگتر مناسب تر است.

مرحله 9: ماشینکاری
از طریق آماده سازی 8 مرحله فوق، اجزای به دست آمده دارای ابعاد بحرانی در محدوده تحمل بوده و سطح خوبی را نشان می دهند.در مقایسه با آزمایش‌های اولیه برش، لرزش و سایش ابزار تا حد زیادی کاهش می‌یابد.
ماشینکاری معمولاً بخشی از زنجیره فرآیند پرینت سه بعدی فلزی است که همچنین فرآیندی با پرواز و خطر است.اگر ماشینکاری خراب شود، یک قطعه پرینت سه بعدی ارزشمند از بین خواهد رفت.اگر بتوان چالش‌های پیش روی ماشین‌کاری را در ابتدای طراحی قطعات پرینت سه بعدی در نظر گرفت، به کاهش خطر خرابی کمک می‌کند.