"Saime ilusad osad tagasi -, kuid paberimajandust pole. Nüüd ei saa me tõestada, et need vastavad nõuetele."
Tundub tuttav? Kui olete hankinud metallist 3D-printimise osi kosmose-, meditsiini-, kaitse- või suure jõudlusega tööstuslikeks rakendusteks{1}}, olete tõenäoliselt selle pettumuse üle elanud. Komponendid näevad pinnal täiuslikud välja. Saabuvad õigel ajal. Kuid kui teie kvaliteedimeeskond või reguleeriv asutus nõuab metalli 3D-printimise{6}}töötlemise täielikku jälgimist, on vaikus kõrvulukustav. Järsku muutuvad need "ilusad" osad kulukaks peavaluks - hilinenud saadetised, ebaõnnestunud auditid või otsesed tagasilükkamised.
Tänapäeva reguleeritud tarneahelates pole järeltöötluse dokumentatsioon-tore-omada-. See on vaikne diilimurdja, mis eraldab usaldusväärsed metallilisandite tootmistehase partnerid riskantsetest partneritest. Tööstusharu andmed näitavad, et suur osa tööstuslike osade tagasilükkamistest arenenud tootmises tuleneb lünkadest protsessiandmetes, eriti termilise töötlemise ja viimistluse osas. Ostjatele, kes otsivad SLM-i 3D-printimise protsessi või messingist osade 3D-printimise täpsust, võib täieliku dokumentatsiooni vahelejätmine muuta paljulubava prototüübi kalliks vanarauaks.
Oleme Sunhingstonesis seda valupunkti korduvalt näinud 3D-printimise messingist osade tootja ja metallist 3D-prinditud osade hulgimüüjana. Seetõttu käsitleme kõikehõlmavaid kirjeid standardse -, mitte lisana-. Selles juhendis kirjeldame täpselt, mida metallist 3D-printimise{7}}järgne töötlemine hõlmab, miks on dokumentatsioon muutunud mittekaubeldavaks, mida peaks terviklik pakett sisaldama ja kuidas tarnijaid õigesti kontrollida. Sukeldume sisse.
Mis täpselt on metallist 3D-printimise{0}}järgne töötlemine?
Metallist 3D-printimine, eriti pulberkihiga liitmistehnoloogiate, nagu SLM (Selective Laser Melting) abil, ei tooda kasutusvalmis osa otse ehitusplaadilt. Protsess loob ainulaadseid väljakutseid, mis nõuavad struktureeritud-järeltöötlusahelat.
AjalSLM 3D-printimise protsess, suure võimsusega-laser sulatab inertses atmosfääris kiht-kihi haaval selektiivselt metallipulbrit. See kiire sulamine ja jahutamine tekitab märkimisväärseid jääkpingeid, potentsiaalset poorsust ja kareda pinna (sageli osaliselt sulanud osakestega). Tugikonstruktsioonid on peaaegu alati vajalikud, et vältida väändumist või kokkuvarisemist, eriti keerukate geomeetriate puhul.
Täismetallist 3D-printimise järel{1}}printimise töötlemise etapid hõlmavad tavaliselt järgmist:
Pulbri eemaldamine ja toe eemaldamine: liigne pulber puhastatakse (sageli taaskasutatakse) ja toed lõigatakse ära mehaaniliselt või elektromagnetilise töötluse/traadi lõikamise teel.
Pinge leevendamine: kontrollitud kuumtöötlus sisepingete vähendamiseks ja moonutuste või pragude vältimiseks.
Kuumisostaatiline pressimine (HIP): kõrge temperatuur ja rõhk inertgaasi keskkonnas, et sulgeda sisemised tühimikud, parandada tihedust ja suurendada väsimusomadusi, mis on - ülioluline suure töökindlusega rakenduste jaoks.
Kuumtöötlus / lõõmutamine: kohandatud tsüklid mikrostruktuuri, kõvaduse, plastilisuse või muude mehaaniliste omaduste optimeerimiseks.
Mehaaniline töötlemine või CNC-viimistlemine: SLM-printimise kitsaste tolerantside jaoks kriitilistel mõõtudel või ühenduspindadel.
Pinna viimistlemine: tehnikad nagu rantpritsiga töötlemine, trummeldamine, elektropoleerimine või poleerimine, et saavutada nõutavmetallist 3D printiminepinnaviimistlus (mõõdetuna Ra väärtustes).
Kontrollimine ja testimine: mõõtmete kontrollimine, pinna kareduse mõõtmine, mittepurustav testimine (NDT) ja mõnikord ka destruktiivne testimine valideerimiseks.
Need toimingud ei ole ühe-suurusega-sobivad-kõigile. 3D-printimise messingist osad, näiteks käituvad messingi ainulaadse soojusjuhtivuse, madalama sulamistemperatuuri ja oksüdatsioonitundlikkuse tõttu roostevabast terasest või titaanist erinevalt. Messing võib vajada õrnemaid termilisi tsükleid, et vältida detsinkeerumist või liigset tera kasvu, ning selle pinnaviimistlus keskendub sageli sileda, esteetilise või korrosioonikindla{5}}viimistluse saavutamisele, ilma et see kahjustaks mõõtmete täpsust.
Ilma nende metallist 3D-printimise järel{1}}töötlemisetappide nõuetekohase järjestamise ja juhtimiseta võivad osad töös ebaõnnestuda - isegi siis, kui need näivad alguses veatud. SLM-i osade kvaliteedikontroll algab arusaamisega, et "prinditud" osa on alles poole peal.
Miks ei ole dokumentatsioon enam kohustuslik?
Regulatiivne surve on muutnud metallist 3D-printimise dokumenteerimise põhinõudeks kõigile, kes tarnivad kosmose-, meditsiini-, kaitse-, auto- või energiasektoris. Te ei osta ainult osi -, vaid ostate tõendit selle kohta, et need osad on korratavad, jälgitavad ja nõuetele vastavad.
Peamised draiverid hõlmavad järgmist:
Jälgitavuse nõuded: täielik materjali põlvnemine (pulbripartii, tarnija sertifikaadid) läbi iga termilise ja mehaanilise etapi.
ISO/ASTM AM-i standardid: raamistikud, nagu ISO/ASTM 52908 (pulberkihi sulatatud metallide järeltöötlemine, kontroll ja testimine), ASTM F3301 (PBF-metallide termiline järeltöötlemine) ja seotud juhendid rõhutavad dokumenteeritud kvalifitseerimisprotsesse.
Valdkonna-spetsiifilised reglement: FAA, EASA, FDA, ITAR ja AS9100 nõuavad kriitiliste osade jaoks auditeeritavaid kirjeid.
Ekspordi- ja tarneahela eeskirjad: arenevad jälgitavuse ootused (sealhulgas turvalisele transpordile ja nõuetele vastavusele keskendunud asutuste märkused) sunnivad tootjaid kogu maailmas dokumente vormistama.
Tööstusharu analüüside kohaselt nõuab kasvav enamus tõsiseid tööstuslikke järelturu ostjaid nüüd iga tellimuse puhul materjalide sertifikaate ja üksikasjalikke protsessiloge. See nihe peegeldab metallilisandite tootmise küpsemist -, mis liigub prototüüpide valmistamiselt seeriatootmisele, kus üks dokumenteerimata kõrvalekalle võib muutuda ulatuslikuks tagasikutsumiseks või sertifitseerimise ebaõnnestumiseks.
Lühidalt: ilusad osad ilma paberimajanduseta on vastutus. Täielik SLM-i osade kvaliteedikontrolli dokumentatsioon kaitseb kõiki ahelas osalejaid.
Mida täielik postitus{0}}töötlemiskirje peaks hõlmama
Professionaalne metallist 3D-printimise tarnija peaks tarnima põhjaliku dokumentatsioonipaketi. Siin on praktiline skannitav kontroll-loend metallist 3D-printimise järel{3}}töötlemise etappide ja SLM-i osade kvaliteedikontrolli kohta.
Järguparameetrite logi - Laseri võimsus, skannimiskiirus, luukide vahe, kihi paksus, konstruktsiooni suund ja masina kalibreerimise kirjed konkreetse töö jaoks.
Stressi leevendamise / HIP-tsükli kirjed - Ahju diagrammid, mis näitavad aega, temperatuuri, rõhku (HIP jaoks), atmosfääri ja jahutuskiirusi.
Kuumtöötlemise sertifikaadid - Üksikasjalikud protokollid mis tahes lõõmutamise, lahusega töötlemise või vanandamise kohta, sealhulgas tegelikud vs. sihtparameetrid ja termopaari andmed.
Mõõtmete kontrollimise aruanne - CMM-i või laserskannimise andmed, mis kinnitavad SLM-i printimise tolerantsid joonistusnõuete suhtes, sealhulgas võrdlused enne/pärast töötlemisjärgset{1}}töötlust.
Pinna kareduse andmed - Ra/Rz mõõtmised kindlaksmääratud kohtades koos meetodite (profilomeeter või optiline) ja aktsepteerimiskriteeriumitega metallist 3D-printimise pinnaviimistluse jaoks.
Materjali jälgitavuse sertifikaat - Pulbrite keemia, partii number, tarnija CoC ja kogu ringlussevõtu ajalugu koos juhtelementidega.
Lõplik kvaliteedikontrolli allkiri-väljas - Visuaalne kontroll, NDT tulemused (kui on olemas), mehaaniline testimine (tõmbetugevus, kõvadus jne) ja kinnitusallkirjad koos kuupäevadega.
See pakett muudab teie hulgimüügi metallist 3D-prinditud osade tellimuse kaitstavaks, auditeeritavaks tarneks. Sunhingstones pakub seda standardina iga tootmistsükli jaoks.
Sunhingstonesi juhtumiuuring: kuidas täielik dokumentatsioon säästis kliendil 40 000 dollarit
Kosmoselennunduse klient tuli meie juurde pärast valusat kogemust teisega3D printimine messingistosade tootja. Nad olid tellinud SLM-i kaudu kohandatud messingklambrid - kerge, keeruka geomeetriaga koos sisekanalitega, mida traditsioonilise töötlusega ei olnud võimalik majanduslikult saavutada.
Esimene tarnija tarnis osi, mis nägid suurepärased välja, kuid jõudsid kohale minimaalse paberitööga: ainult põhikooste kokkuvõte, soojustsükli üksikasjad, pinnaandmed ja jälgitavad HIP-kirjed. Sissetuleva kontrolli ja esimese-artikli ülevaatuse ajal ei saanud klient kontrollida oma rangete tolerantside ja väsimusnõuete järgimist. Osade kvalifitseerimine ebaõnnestus. Ümbertöötamine, viivitused ja kiirendatud kohaletoimetamine lisandusid kiiresti.
Tegime uuesti-tööd oma metallilisandite tootmise tehases. Kasutades messingile optimeeritud SLM-i 3D-printimisprotsessi parameetreid, viisime läbi täieliku-järeltöötlusahela täpsete kirjetega. Dokumentatsioonipakett sisaldas kõike alates ehituspalkidest kuni lõplike pinnakareduse andmeteni, mis tõendavad vajalikku viimistlust.
Tulemus? Osad läbisid esimese{0}}artikli kontrolli esimesel katsel. Klient vältis järjekordset tootmisringi, lõikas ajakavast nädalaid maha ja säästis umbes 40 000 dollarit ümbertöötamise, praakide ja ajakava nihkumise arvelt. Veelgi olulisem on see, et nad said enesekindlust disaini suuremateks mahtudeks skaleerida.
See on igapäevane reaalsus ostjatele, kes teevad koostööd tarnijatega, kes suhtuvad metallist 3D-printimise dokumenteerimisesse tõsiselt.
Kuidas teha kindlaks, kas teie metallist 3D-printimise tarnija tegelikult dokumenteerib õigesti
Ärge võtke nõudeid nimiväärtusega. Kasutage seda praktilist ostja kontrollnimekirja, kui hindate mis tahes metallist 3D-printimise tootjat või metallist 3D-prinditud osade hulgimüüjat:
Rohelised lipud:
Nad pakuvad tsiteerimise ajal ennetavalt täielikku dokumentatsioonimalli või näidispaketti.
Viited konkreetsetele standarditele (ISO/ASTM 529xx seeria, ASTM F3301 jne) nende protsessikirjeldustes.
Jälgimissüsteemid, mis seovad pulbripartii lõplike osade seerianumbritega.
Valmisolek arutada SLM-i osade kvaliteedikontrolli üksikasju, nagu HIP-parameetrid või pinnamõõtmismeetodid.
ESTA või samaväärsed vastavusmärkused rahvusvaheliste saadetiste jaoks, mille jälgitavus on oluline.
Punased lipud:
Ebamäärased vastused, nagu "Teeme kõiki tavalisi asju" ilma konkreetsete täpsustusteta.
Nende standardtingimustes ei mainita{0}}kirjete järeltöötlust.
Soovimatus jagada näidisdokumente või lubada kvaliteediauditit.
Keskenduge ainult hinnale ja teostusajale, jättes tähelepanuta sertifitseerimisvajadused.
Peamised küsimused, mida küsida:
Kas saate esitada sarnase messing- või metallosa jaoks{0}}järeltöötluse dokumentatsiooni näidispaketi?
Kuidas salvestate ja kontrollite metalli 3D-printimise järel{1}}töötlemise etappide termotsükleid?
Millised pinnaviimistluse andmed ja tolerantsi aruanded on iga tellimusega kaasas?
Kas teie protsessid vastavad asjakohastele ISO/ASTM AM standarditele?
Sunhingstonesis on meie lähtealuseks täielik dokumentatsioon. Lisame selle igasse hinnapakkumisse, nii et te ei pea kunagi kaks korda küsima.
KKK
Kas kogu metallist 3D-printimine vajab järel{1}}töötlust? Peaaegu alati, jah -, eriti funktsionaalsete või reguleeritud osade puhul. Isegi "ehitatud" prototüübid nõuavad tavaliselt vähemalt toe eemaldamist ja stressi leevendamist. Suure jõudlusega-rakendused nõuavad kogu ahelat.
Millised dokumendid peaksid metallist 3D-prinditud osadega kaasas olema? Vähemalt: ehituspalk, termotöötluse kirjed (pingete leevendamine/HIP/kuumtöötlus), mõõtmete kontrollimise aruanne, pinnaviimistluse andmed, materjalisertifikaadid ja lõplik kvaliteedikontrolli kinnitus.
Kas SLM on sama mis DMLS? Need on sisuliselt sama laserpulbri kihi liitmisprotsess (pulbri täielik sulatamine). Terminoloogia on tootjati erinev, kuid järeltöötluse-nõuded ja kvaliteedikontrolli vajadused on võrreldavad.
Mille poolest erineb 3D-printimise messing terasest? Messingul on erinevad termilised omadused, mis nõuavad reguleeritud laserparameetreid, õrnemat kuumtöötlust tsingi lenduvuse kontrollimiseks ja sageli spetsiifilist pinnaviimistlust korrosioonikindluse või esteetika tagamiseks. Tolerantsid ja kokkutõmbumiskäitumine on samuti erinevad.
Millised standardid kehtivad AM-i{0}}järeltöötlemise dokumentatsioonile? Peamised neist on ISO/ASTM 52908 PBF-i{2}järeltöötluse/kontrolli jaoks, ASTM F3301 termilise järeltöötluse jaoks ja laiemad kvalifikatsioonistandardid, nagu ISO/ASTM 52920.
Kas ma saan metallist 3D-printimise tehasest hankida sertifitseeritud osi? Jah -, kui tehas säilitab tugeva SLM-i osade kvaliteedikontrolli ja tagab täieliku jälgitavuse. Otsige reguleeritud tööstusharudes kogenud tarnijaid.
Kas olete valmis enesekindlalt hankima?
Järgmine kord, kui hankite metallist 3D-prinditud osi, ärge küsige ainult hinda ja tarneaega - küsige paberimajanduse kohta. Õige metallilisandite tootmistehase partner muudab dokumentatsiooni täieliku-järeltöötluse lihtsaks.
Sunhingstones tarnime kvaliteetseid{0}}SLM-i 3D-printimisprotsessi osi, mis on valmistatud materjalidest, sealhulgas messingist, standardvarustuses täielike kirjetega. Ükskõik, kas vajate prototüüpe või hulgimüügist metallist 3D-prinditud osi, meie meeskond tagab SLM-i osade kvaliteedikontrolli, mida võite usaldada.
Küsige pakkumist juba täna ja saate iga ettepanekuga kaasa meie täieliku dokumentatsiooni kontrollnimekirja. Või laadige alla meie võimete juhend, et näha, kuidas me toetame keerulisi messingist osade ja muude metallide 3D-printimist.
Ehitame osi, mis mitte ainult ei näe õiged -, vaid tõestavad, et neil on õigus.
Viited
Wohlersi aruanne 2023 (Wohlers Associates)
ASM International Additive Manufacturing ressursid
ISO/ASTM 52904 ja sellega seotud AM protsessi dokumentatsiooni standardid (iso.org)
ASTM F3187 ja F3301 juhendid
America Makes & ANSI AMSC standardimise tegevuskava
ESTA jälgitavuse järgimise juhend