Kas pinnatöötlus vajab kinnitamist?

Vaadake, pärast 20 aastat eritellimusel valmistatud metallist 3D-printimise tehase juhtimist ja koostööd kõigiga, alates kosmosetööstusest kuni meditsiiniseadmete käivitamiseni, võin teile ühe asja täiesti kindlalt öelda: kõige kallim viga, mida saate teha, on käsitleda pinnatöötlust kui "kena, mida on vaja" kosmeetiliselt.

Olen näinud, et 50 000 dollari väärtuses prototüüppartiid läbivad mõõtmete kontrolli, kuid kaks nädalat hiljem soolapihustustesti läbi kukkusid. Olen näinud, kuidas ettevõtted kaotavad suuri lepinguid, kuna näiliselt täiuslik osa hakkas põllul paistma korrosiooni. Ja igal üksikul juhul taandus algpõhjus ühele asjale: nad jätsid pinnatöötlusprotsessi nõuetekohase valideerimise vahele.

Kui kasutate SLM-i 3D-printimise metalli (või mis tahes pulberkihiga sulamisprotsessi), ei ole pinnatöötlus valikuline -, see on kriitiline tootmisetapp, mis tuleb valideerida nagu iga teinegi. Täna tõmban eesriide eest, miks see oluline on, kuidas õige valideerimine tegelikult välja näeb ja kuidas parimad sertifitseeritud 3D-metallitrükitootjate meeskonnad seda õigesti teevad.

Dilemma "Näeb hea välja" vs. "On hea".

Siin on vestlus, mida pean peaaegu iga kuu:

Klient: "Osad näevad suurepärased välja - peegelviimistlusega, kenad ja läikivad. Oleme valmis, eks?"

Mina: "Kas olete viimistlusprotsessi kinnitanud?"

Klient: "See on lihtsalt lihvimine..."

Seal lähevad asjad viltu. Tööstuslikus metallilisandite tootmises on pind, mida näete, mitmete agressiivsete protsesside - kuumuse, kemikaalide, mehaanilise hõõrdumise või elektrokeemilise lahustumise tulemus. Igaüks neist muudab materjali viisil, mis võib mõjutada väsimust, korrosioonikindlust, biosobivust ja mõõtmete täpsust.

Pinnatöötlus ei ole kaunistus. See on eriprotsess ISO 13485 ja AS9100 - alusel, mis tähendab, et selle väljundit ei saa täielikult kontrollida ainult lõppkontrolliga. Peate protsessi kinnitama.

Mida "kinnitamine" lisaainete maailmas tegelikult tähendab?

Valideerimine annab vastuse ühele põhiküsimusele: kas ma saan seda protsessi kasutades korduvalt ja usaldusväärselt toota osi, mis vastavad kõigile nõuetele?

See toetub klassikalisele IQ/OQ/PQ raamistikule:

IQ (paigaldaja kvalifikatsioon): kas seadmed (poleerimismasin, elektropoleerimisvann, CNC jne) on õigesti paigaldatud ja kalibreeritud?

OQ (Operational Qualification): kas protsess toimib järjekindlalt määratletud parameetrite piires kogu selle ulatuses?

PQ (Performance Qualification): kas protsessi käigus saadakse järjekindlalt osi, mis vastavad reaalsetes tootmistingimustes kõikidele spetsifikatsioonidele (mõõtmed, mehaanilised, puhtus, korrosioonikindlus)?

sisseSLS metallist 3D printiminevõi SLM-i, peate ka kinnitama, kuidas viimistlus toimib unikaalse mikrostruktuuriga, mis on loodud printimisel - jääkpinged, mikro-poorsus ja anisotroopsed omadused.

Miks te ei saa eirata tööstusosade pinna kinnitamist?

Nurkade lõikamisel juhtub järgmine:

Vesiniku rabestumine: teatud keemilised poleerimis- või söövitusprotsessid võivad viia vesinikku titaani või ülitugevasse{0}}terasesse, muutes need hapraks ja koormuse all äkiliseks purunemiseks.

Jääkpinge koostoime: SLM-i osad kannavad juba suuri sisemisi pingeid. Agressiivsed pinnatöötlused võivad neid ettearvamatul viisil leevendada või ümber jaotada, põhjustades moonutusi või pragusid.

Väsimuse eluea vähendamine: üks sügav kriimustus või valesti eemaldatud uuesti valatud kiht võib muutuda pragude tekkekohaks. Lennunduses võib see väsimuseaega lühendada 30–70%.

Olen näinud, et Inconel 718-sse trükitud kõrgsurveklapp läbis{0}} kõik visuaalsed ja mõõtmete kontrollid, kuid ebaõnnestus katses katastroofiliselt, kuna elektropoleerimisvanni keemia oli väljunud kinnitatud piiridest. Tagasikutsumine ja uuesti-kinnitamine läks kliendile maksma tublisti üle 200 000 dollari.

Kuidas SLM 3D-printimine metallist mõjutab pinnanõudeid

SLM-i osad algavad karedalt (Ra 8–25 μm) osaliselt sulanud pulbri, kihijoonte ja võimaliku pinna{2}poorsusega. Pinnatöötlus peab neid kõiki käsitlema, säilitades samal ajal lisaainete tootmise eelised (keeruline geomeetria, kerge disain, lühikesed teostusajad).

Seetõttu käsitleb tõsine tööstuslik metallilisandite tootmistehas pinnaviimistlust kui trükkimise protsessi pikendust -, mitte tagantjärele.

Samm{0}}sammu haaval-: pinnatöötluse valideerimisprotsess

Määratlege halvim-juhtumi geomeetria. Kinnitage, kasutades kõige keerulisemaid funktsioone - õhukesed seinad, sisekanalid, teravad nurgad, suured tasased pinnad.

Materjali eemaldamise tolerantsi kindlaksmääramine Mõõtke täpselt, kui palju materjali iga protsess eemaldab (nt elektrooniline poleerimine tavaliselt 10–40 μm külje kohta). Lisage kompensatsioonivaru CAD-mudelisse.

Looge puhtusprotokollid Kontrollige kõigi jääkide eemaldamist, eriti keeruliste sisemiste omaduste puhul. Kasutage SEM/EDS analüüsi ja osakeste loendamist.

Täieliku PQ käivitamine koos statistilise proovivõtmisega Tootke erinevate masinate, operaatorite ja materjalipartiide lõikes mitu versiooni.

Tehniline võrdlus: pinnatöötluste mõju materjali omadustele

Regulatiivne maastik: kui valideerimine on seadus

Meditsiiniseadmete puhul on pinnatöötlus FDA disainikontrollide kohaselt kriitiline funktsioon. ISO 13485 nõuab täielikku protsessi valideerimist. Lennunduses (AS9100) vajate jälgitavust pulbripartiist lõpliku poleeritud pinnani.

Mainekas sertifitseeritud 3D-metalliprintimise tootja haldab peamisi valideerimisfaile ja esitab kliendile -spetsiifilised PQ-aruanded.

Päris-maailma stsenaarium

Energeetikasektoris töötav klient soovis säästa 15%, jättes vahele 316L klappide elektropoleerimise üksikasjaliku valideerimise. Osad läbisid esialgse ülevaatuse, kuid merevee hoolduses ebaõnnestusid mikro{3}}pragudes leiduvate kemikaalide jääkide tõttu.

Tulemus: kogu partii tagasivõtmine, kuue{0}}nädalane projekti viivitus ja üle 200 000 dollari otsesed kulud. Kui me kogu protsessi uuesti-valideerisime (sh vannikeemia jälgimine ja loputusvedeliku valideerimine), probleem kadus.

Valideerimise ökonoomika juhtimine

Valideerimisel on esialgne kulu, kuid see tasub end ära tänu suuremale saagile, väiksemale praagile, kiiremale regulatiivsele heakskiitmisele ja väiksematele põllutõrgetele. Nutikad ettevõtted kasutavad oma tarnijalt saadavaid Master Validation faile, et vähendada tellimuste järel{1}}kulusid.

Levinud küsimused pinna valideerimise kohta

Kas iga osa tuleb testida?

Ei. Kasutage statistilisi proovivõtuplaane, mis põhinevad riskil ja protsessivõimel (Cpk).

Kas ma saan käsitsi poleerimisprotsessi kinnitada?

Jah, aga see on raskem. Automatiseeritud või pool{1}}automatiseeritud protsesse on palju lihtsam kontrollida ja kontrollida.

Kuidas leida sertifitseeritud tootja, kes pakub täielikku valideerimist?

Otsige ISO 13485 (koos lisandiga), AS9100 ja dokumenteeritud IQ/OQ/PQ protseduure. Küsige auditi ajal näha nende valideerimise üldplaani.