Millal alumiiniumist 3D-printimine töötab – ja millal mitte
Protsess sobib hästi:
Funktsionaalsed prototüübid ja disaini-valideerimisüksused
Väikesed partiid (kümned kuni paarsada tükki)
Korpused, millel on sisemised jahutusvedeliku kanalid, mida on raske või kallis südamikuga puhastada
Programmid, mis ootavad endiselt disainimuudatusi
Tavaliselt on see vale valik, kui aastane maht liigub kümnetesse tuhandetesse ja disain on külmunud. Sel hetkel võtavad võimust majandused.
Praktikas:
Hea sobivus: prototüübid, pilootkäigud, keerulised kanalid, kiire iteratsioon
Kasutage ettevaatlikult: osad, mis näevad pidevat kõrget rõhku või agressiivseid jahutusvedelikke ilma täieliku järeltöötluseta
Kehv sobivus: stabiilse disainiga suures mahus tootmine
Miks alumiinium ja miks AlSi10Mg?
Alumiinium on autode soojussüsteemides juba levinud, kuna see on kerge, juhib hästi soojust ja saab kaitstuna hakkama tüüpiliste jahutusvedelikega. Metallilisandite valmistamisel on seda tüüpi tööde jaoks kõige sagedamini kasutatav sulam AlSi10Mg.
AlSi10Mg 3D printimineannab prinditavuse, tugevuse ja termilise jõudluse kasuliku kombinatsiooni. Kui parameetreid kontrollitakse, on tihedus kõrge; kuumtöötlus stabiliseerib materjali veelgi. Võrreldes traditsioonilise valualumiiniumiga, eemaldab lisandite kasutamine valuvormide vajaduse ja võimaldab sisemist geomeetriat, mis muidu vajaks keerulist südamikku.
|
tegur |
3D prinditud AlSi10Mg |
Tavaline valualumiinium |
|
Tööriistad |
Mitte ühtegi |
Kõrge hind ja pikk tarneaeg |
|
Aeg esimeste osadeni |
Päevadest paari nädalani |
Nädalatest kuudeni |
|
Komplekssed sisekanalid |
Suurepärane |
Piiratud südamikuga |
|
Ühiku maksumus väikese mahu juures |
Konkurentsivõimeline |
Kõrge (tööriistad tuleb amortiseerida) |
|
Ühiku maksumus suure mahu juures |
Kõrgem |
Madalam |
3D-prinditud alumiinium vs valualumiinium on seetõttu vähem oluline, milline materjal on parem, ja rohkem seda, milline protsess sobib töö mahu ja geomeetrilise keerukusega.
Mida veepumba korpus tegelikult peab pakkuma
Enamik valideerimismeeskondi keskendub viiele nõudele:
Tihendamine- töörõhu all ei leki
Vastupidavus rõhule ja temperatuurile- pidev kokkupuude kuuma jahutusvedelikuga
Jahutusvedeliku ühilduvus- vastupidavus korrosioonile ja lagunemisele
Paigalduspinna ja ava täpsus- et korpus oleks tihedalt vastu ühendusosi
Järjepidevusühest partiist teise
Kas alumiiniumist 3D-printimine on poorne?
Valmistatud osad võivad sisaldada väikest jääkpoorsust, kui parameetreid või pulbri olekut ei kontrollita. Praktikas vähendavad suure tihedusega protsessi seadistused, õige kuumtöötlus ja vajadusel immutamine poorsuse vedelikku kandvate komponentide jaoks vastuvõetava tasemeni. Kriitilised tihenduspinnad ei jäeta peaaegu kunagi trükituna; need on viimistletud.
Kuidas osasid tegelikult toodetakse
Tüüpiline usaldusväärne jada on järgmine:
Disaini ülevaade keskendus seina paksusele, kanali suurusele, pulbri eemaldamise teedele ja tihenduspindadele
AlSi10Mg trükkimine suurele tihedusele suunatud parameetritega
Stressi leevendav kuumtöötlus
Tihenduspindade, paigalduspatjade ja kriitiliste aukude CNC-töötlus
Valikuline immutamine või pinnatöötlus
Rõhu ja lekke testimine
Mõõtmete ülevaatus ja aruandlus
Trükitud toorik on võrgulähedane kuju, mitte valmis osa. Kogenudalumiiniumist 3D printimise teenusvõi kohandatud veepumba korpuse tehas käsitleb liideste CNC-viimistlust standardse sammuna, mitte valikulise lisana.
Juhtumi hetktõmmis
Ühes autotööstuse soojusjuhtimisprogrammis vajas klient muudetud sisekäikudega korpust. Tööriistade valamine oleks võtnud mitu nädalat ja külmutas kujunduse liiga vara. Meeskond valmistas 3D-prinditud alumiiniumist pumba korpused AlSi10Mg-s, millele järgnes kuumtöötlemine, tihenduspindade CNC-viimistlemine ja survetestimine. Osad vastasid lekke- ja mõõtmetele ning võimaldasid disaini kinnitada enne tootmistööriistade kasutuselevõttu. Sama marsruut toetas hiljem väikest katsepartii, samal ajal kui valutööriistad valmistati ette suuremate mahtude jaoks.
Kulud ja teostusaeg
Kui palju maksab alumiiniumist 3D printimine?
Peamised tegurid on osa maht (materjali ja masina aeg), tugistrateegia, nõutav CNC-viimistluse hulk, kuumtöötlus, testimine ja tellimuse kogus. Üks kompleksne prototüüp on peaaegu alati odavam ja kiirem kui valuvormi lõikamine. Koguste kasvades sõltub üleminekupunkt sellest, kui keeruline on geomeetria ja kui palju on vaja teisest töötlemist.
Sest3D prinditud pumba korpuse prototüüptöö ja väikesemahuliste jooksude puhul võidab lisaainete tootmine sageli osadeks kulumise koguajast. Tõelise suuremahulise tootmise puhul muutub valamine tavaliselt odavamaks teeks. Mõned programmid kasutavad lisandeid varajaste üksuste jaoks ja üleminekule valamisele, kui disain on stabiilne, säilitades mõnikord mõlema faasi jaoks sama tarnija. Alumiiniumist 3D-prinditud osade hulgimüük jääb realistlikuks, kui aastane maht jääb madala kuni keskmise vahemikku ja geomeetria on endiselt keeruline.
Kuidas valida tarnijat
Kasulikud küsimused, mida küsida:
Kas saate esitada AlSi10Mg pulbri materjalisertifikaate?
Kas kontrollite kuumtöötlust ettevõttesiseselt või kvalifitseeritud partneri kaudu?
Kas tihenduspindade CNC viimistlus on osa standardprotsessist?
Milliseid rõhu- ja lekketesti meetodeid te kasutate ja kas esitate aruandeid?
Kas saate jätkata sama protsessi prototüübist väikese partii tootmiseni?
Võimekas auto veepumba korpuse tootja vastab neile punktidele otse. Kogemused autoosade metallist 3D-printimisega kajastuvad protsessi arutelu kvaliteedis, mitte üldistes väidetes "metalli printimise kohta".
KKK
K: Kas alumiiniumist 3D-printimist saab kasutada auto veepumba korpuses?
V: Jah prototüüpide, disaini valideerimise ja väikese kuni keskmise mahu puhul, eeldusel, et tihenduspinnad on töödeldud ning osa on korralikult kuumtöödeldud ja testitud.
K: Kas 3D-prinditud alumiinium on piisavalt tugev mootoriruumi osade jaoks?
V: Kui tihedus on kõrge ja kasutatakse kuumtöötlust, pakub AlSi10Mg mehaanilisi omadusi, mis sobivad paljudele kapotialustele rakendustele. Lõplik sobivus sõltub ikkagi konkreetsetest koormustest, temperatuuridest ja konstruktsiooni ohutusteguritest.
K: Kas 3D-prinditud alumiiniumkorpus lekib?
V: Seda ei tohiks teha, kui poorsust kontrollitakse, kanalid on pulbrist täielikult puhastatud, tihenduspinnad on töödeldud ning osa läbib surve- ja lekketesti. Need sammud on hädavajalikud.
K: Kas 3D-printimine on parem kui pumbakorpuste valamine?
V: Parem on, kui kiirus, disaini paindlikkus või keerukas sisemine geomeetria on olulisemad kui puhas ühikuhind suure mahu juures. Valamine jääb eelistatavamaks stabiilse konstruktsiooniga suurte aastaste koguste puhul.
K: Mida on vaja pumba korpuse pakkumiseks?
V: 3D-mudel (eelistatud STEP), kõik joonised, mis näitavad kriitilisi tolerantse ja tihendusnõudeid, sihtkoguseid ning teavet töörõhu, temperatuuri ja jahutusvedeliku tüübi kohta.
Alumiiniumist 3D-printimisega veepumba korpuse projektid töötavad siis, kui lisandite tootmist käsitletakse peaaegu võrguprotsessina, millele järgneb korralik kuumtöötlus, tihenduspindade CNC-viimistlemine ja tegelik valideerimistest. Prototüüpide ja väikesemahuliste tööde puhul tarnib marsruut sageli funktsionaalseid osi nädalaid kiiremini kui traditsioonilised tööriistad. Suuremate mahtude puhul võib see siiski olla sillana valutööriistade ettevalmistamisel.
Kui teil on korpuse kujundus või jõudluseesmärgid, jagage faile valmistatavuse ülevaate ja hinnapakkumise saamiseks. Sulgemisstrateegia, kuumtöötlemise ja katsetamise selge arutelu on kiireim viis näha, kas lisandite marsruut sobib projektiga.