Kas metallist 3D-printimise{0}}järgne töötlemine ühildub hulgitootmisega?

See lugu on tuttav kõigile, kes on proovinud metallist 3D-printimist prototüüpimisest kaugemale ulatuda. Printimine ise - kas laserpulberkihi sulatamise, suunatud energiasadestamise või sideainejoaga - on muutunud kiiremaks, usaldusväärsemaks ja kulukamalt- konkurentsivõimeliseks iga riistvara põlvkonnaga. Pudelikael on liikunud allavoolu. Järel-töötlemine: toe eemaldamine, kuumtöötlemine, pinna viimistlemine, ülevaatus ja kvaliteedidokumentatsioon - on nüüd peamine piirang, mis piirab metallilisandiga 3D-printimist mahulise tootmismeetodina.

Küsimus, mida see artikkel käsitleb, ei seisne selles, kas järeltöötlemine- on vajalik - peaaegu iga 3D-metallmaterjali tootmise puhul. Küsimus on selles, kas järeltöötlust saab korraldada, automatiseerida ja hallata mahutootmise nõutava läbilaskevõime ja järjepidevuse tasemel. Hiljutised tööstusuuringud ja Sunhingstonesi enda tootmiskogemus viitavad sellele, et vastus on jah -, kuid ainult siis, kui-järeltöötlust käsitletakse integreeritud inseneriteaduse distsipliinina, mitte kui trükist järelmõtlemist.

Järeltöötlemise lünk-: miks on metalliprintimise skaleerimine keerulisem, kui paistab

Ülemaailmne lisametallide 3D-printimise turg ulatus 2023. aastal ligikaudu 3,8 miljardi USA dollarini ja prognooside kohaselt ületab see 2030. aastaks 11 miljardit USA dollarit, kasvades aastas ligikaudu 16% (MarketsandMarkets, 2024). Selle kasvutrajektoori piires on üleminek väikeselt-mahult suurelt{9}}tootmisele laialdaselt määratletud järgmise suurema pöördepunktina. Kuid tööstus on järjekindlalt alahinnanud ulatusliku{11}}järeltöötluse keerukust.

Deloitte'i 2023. aasta küsitlus, milles osales 150 aktiivselt metalli 3D-printimise teenusepakkujaid kasutavat tootjat, näitas, et järeltöötlus moodustas tootmisprogrammide osade kogumaksumusest keskmiselt 40–60% - ja et 62% vastajatest leidis, et töötlemisjärgne aeg on peamine takistus tootmismahu suurendamisel. Vaid 18% teatas, et neil on dokumenteeritud järeltöötluse töövoog, mis on loodud spetsiaalselt mahutootmiseks, mitte aga prototüüpide ajastu protsesside kohandamisest suuremate koguste jaoks.

Algpõhjus on struktuurne. Metalli trükkimise järeltöötlus- töötati välja prototüüpide loomise kontekstis, kus partiide suurused olid väikesed, osade geomeetria varieerus ja kiirus oli võimekuse kõrval teisejärguline. Mahuline tootmine muudab kõik need tingimused ümber: partiide suurused on suured ja korduvad, geomeetria on fikseeritud ja läbilaskevõime on kaubanduslik piirang. Järeltöötlemise töövoog, mis töötab hästi 10 osa puhul kuus, ei ulatu lihtsalt 500 osani kuus, kuna see töötab kiiremini. See nõuab ümber-projekteerimist.

Viis järel{0}}töötlusetappi, mis määravad ära mahutootmise elujõulisuse

1. Tugistruktuuri eemaldamine

Toe eemaldamine on kõige töömahukam{0}}järeltöötlus Toed on geomeetria -spetsiifilised: nende asukoht, tihedus ja eemaldamise raskused on olenevalt osade disainist erinevad. Prototüüpimiskeskkonnas eemaldavad kvalifitseeritud operaatorid toed käsitsi, aktsepteerides ajakulu kui väikesemahulise protsessi vajalikku elementi. Mahulise tootmise keskkonnas ühineb see ajakulu otse ühikuhinnaks ja teostusajaks.

Toetuse ulatusliku eemaldamise haldamiseks on välja töötatud kaks strateegiat. Esimene on disain-additiivseks-tootmiseks (DfAM): osade ümberkujundamine, et minimeerida tugimahtu tänu optimeeritud ehituse orientatsioonile, ise-toetavatele geomeetriatele ja topoloogia optimeerimisele. Ajakirjas Journal of Manufacturing Processes avaldatud 2022. aasta uuring näitas, et DfAM{7}}optimeeritud osad vajavad 35–55% vähem tugimahtu kui tavapärase orientatsiooniga ekvivalendid, mis vähendab käsitsi eemaldamise aega vastava varu võrra.

Teine strateegia on automatiseerimine. Robotipuhastussüsteemid, elektrokeemiline töötlemine ja abrasiivvooluga töötlemine (AFM) võivad kõik korratavas programmeeritavas protsessis üheaegselt kõrvaldada tugijäägid ja pinna kareduse. Sunhingstonesis hinnatakse rohkem kui 100 ühikut kuus olevate osade puhul roboti rüdi eemaldamise teostatavust kui tootmisvalmiduse ülevaatuse standardetappi.

2. Kuumtöötlus

Iga 3D-metallmaterjal, mis on toodetud pulberkihi sulamisprotsesside käigus, sisaldab ehitusprotsessi kiirest termilisest tsüklist tulenevat jääkpinget. Konstruktsioonirakenduste puhul tuleb see pinge enne osa kasutuselevõttu vabastada - nii mõõtmete stabiliseerimiseks kui ka enneaegse väsimuse vältimiseks. Seetõttu ei ole kuumtöötlus enamiku metallist 3D-printimise teenuseprogrammide puhul valikuline; see on kohustuslik töötlemise etapp, mille läbilaskevõimet ja maksumust tuleb arvestada igas tootmisplaanis.

Hea uudis on see, et kuumtöötlus mõjub hästi. Partiiahjud suudavad korraga töödelda sadu osi ja partii suuruse suurenedes väheneb tsükli aeg ühe osa kohta järsult. Stressi leevendamise tsükkel, mis maksab 50 naela osa kohta 10 partii suuruse juures, võib maksta vähem kui 5 naela osa kohta 200 partii puhul, kuna ahju aeg ja energiakulu on partii lõikes jagatud.

Piirang on ahju kvalifikatsioon ja jälgitavus. Reguleeritud tööstusharude - lennunduse, meditsiini ja autode ohutuskomponentide - mahutootmisprogrammid nõuavad iga kuumtöötlustsükli kohta dokumenteeritud partiide kirjeid, sealhulgas pidevat temperatuuri jälgimist, atmosfääri koostise andmeid ja osade tuvastamise jälgitavust. Aerospace Industries Association (AIA) 2021. aasta aruanne leidis, et termilise protsessi dokumentatsiooni mittevastavus- moodustas 28% kõigist tarnijate auditi leidudest lisaainete tootmisprogrammides. Sunhingstones tegeleb sellega ISO 9001 sertifikaadiga termilise töötlemise kaudu, kusjuures täielikke elektroonilisi partiikirjeid säilitatakse vähemalt kümme aastat.

3. Kuumastaatiline pressimine (HIP)

HIP-d on üha enam ette nähtud struktuursete lisandite metallist 3D-printimise komponentide jaoks, eriti kosmose- ja meditsiinirakendustes, kuna see sulgeb sisemise poorsuse, mida ei saa täielikult kõrvaldada ei täiustatud printimisparameetrid ega kuumtöötlus üksi. Mahulise tootmise väljakutse seisneb selles, et HIP on kapitalimahukas protsess, mida teostatakse spetsialiseeritud rajatistes ja HIP-võimsusele juurdepääsu ajastamine võib tuua kaasa märkimisväärseid erinevusi teostusajas.

Ajakirjas Materials Science and Engineering A (2022) avaldatud uurimus näitas, et LPBF roostevabast terasest 316L osade puhul, millele allutati HIP, paranes 10⁷ tsükliga 40% väsimus, võrreldes stressiga, -leevendas -ainult osad -, mis on sama paljude erinevate uuringute tulemustega.3D metallist materjalsulamisüsteemid. Rakenduste puhul, kus see jõudluse parandamine on vajalik, ei saa HIP-i kõrvaldada. Tootmistehniline küsimus on, kuidas seda tõhusalt integreerida.

Sunhingstones haldab HIP-i läbilaskevõimet, koondades mitme programmi osad jagatud HIP-käitumisteks, minimeerides programmipõhised ajakavapõhised kulud{0}} ja kasutades fikseeritud tsüklikulusid suurema osa elanikkonnast. Korduvate igakuiste mahtudega klientide jaoks kehtestab Sunhingstones tootmislepingu osana spetsiaalse HIP-i ajakava, tagades, et HIP ei muutuks ad hoc kitsaskohaks.

4. Pinna viimistlus

Pinnaviimistluse nõuded on metallilisandiga 3D-printimise rakenduste lõikes märkimisväärselt erinevad. Tööstuslikud kronsteinid ja konstruktsioonikorpused võivad olla vastuvõetavad, kui rand -puhatakse ehituspinnana- (Ra 3–8 μm). Vedeliku{7}}käitlemise komponendid ja meditsiinilised implantaadid nõuavad elektropoleeritud või täppistöödeldud pindu (Ra < 1,6 μm). Kandepinnad vajavad lihvimist või lihvimist (Ra < 0,4 μm).

Mahulise tootmise väljakutse seisneb selles, et pinnaviimistlus on detailide geomeetria suhtes kõige tundlikum ja keeruliste pindade puhul kõige enam kvalifitseeritud tööjõust sõltuv. Saadaval on kolm lähenemisviisi:

Massviimistlus (trummelviimistlus, vibroviimistlus):väga skaleeritav, odav detaili kohta, tõhus ühtlase pinna parandamiseks ilma keeruliste sisekanaliteta osadel. Tsükli kohta on saavutatav sadade osade läbilaskevõime. Ei sobi detailidele, mille mõõtmete tolerants on funktsionaalsetel pindadel, kuna materjali eemaldamine ei ole selektiivne.

Automatiseeritud CNC töötlemine:järjepidev, programmeeritav, täielikult jälgitav ja võimeline saavutama ligipääsetavatel funktsioonidel vajaliku pinnaviimistluse. Suurem kapitalikulu kui massviimistlus, kuid välistab täielikult operaatori varieeruvuse. Sobib kõige paremini korduvate programmide jaoks, millel on fikseeritud geomeetria ja määratletud pinnaviimistlusnõuded konkreetsete funktsioonide jaoks.

Elektropoleerimine ja keemiline viimistlus:skaleeritav partiide töötlemiseks, eriti tõhus roostevabast terasest ja titaanist komponentide puhul. Saavutab järjekindla pinnakeemia paranemise koos kareduse vähendamisega. Sobib hästi-meditsiini- ja toidu-rakendustele, kus on määratud nii Ra- kui ka passiivse kile kvaliteet.

5. Kontrolli ja kvaliteedi dokumentatsioon

Ülevaatus on sageli tootmismahu planeerimisel{0}}enim alahinnatud järeltöötlusetapp. Prototüüpkeskkonnas on vastuvõetav üks CMM-i operaator, mis mõõdab ühte osa korraga. Hulgitootmise keskkonnas on iga osa 100% CMM-kontroll enamiku partiisuuruste puhul kaubanduslikult teostamatu. Mahukontroll nõuab statistilist lähenemist: protsessi suutlikkuse uuringud, et teha kindlaks, kas tootmisprotsess on järjepidevalt lubatud hälvete piires, kombineerituna proovivõtul- põhineva kontrolliga, mitte 100% mõõtmisega, kusjuures 100% kontroll on reserveeritud ohutus-kriitilistele funktsioonidele.

Ajakirjas International Journal of Advanced Manufacturing Technology avaldatud 2023. aasta artiklis leiti, et statistilise protsessijuhtimise (SPC) rakendamine viies kriitilises mõõtmeslisametalli 3D printiminetootmisprogramm vähendas kontrollikulusid 47% võrreldes 100% CMM-i kontrolliga, ilma et{2}}välja mittevastavus suureneks. Lubatavaks tingimuseks oli näidatud Cpk, mis oli suurem või võrdne 1,33 kõigi SPC -jälgitavate mõõtmete puhul - tõend selle kohta, et protsess oli piisavalt stabiilne, et tugineda proovivõtule.

Metallist 3D-printimise teenuseprogrammide puhul rakendab Sunhingstones standardina SPC-d korduvate tootmisprogrammide puhul, mis on üle 50 ühiku kuus, kusjuures kontrollkaarte säilitatakse kriitiliste mõõtmete jaoks ja automaatne eskalatsioon 100% kontrollini, kui mõni mõõde läheneb kontrollpiirile.

Automatiseerimine ja digitaalne integratsioon: köitepostituse{0}}töötlust võimaldavad tehnoloogiad

Robotiautomaatika posti{0}}töötlemisel

Metalli 3D-printimise järeltöötlemise{1}}automaatika on aktiivne tööstusinvesteeringute valdkond. 2023. aasta Wohlersi aruande kohaselt oli 34% küsitletud metallilisandite tootmise teenusepakkujatest viimase kahe aasta jooksul rakendanud mingit automaatset järeltöötlust, võrreldes 12%ga 2020. aastal. Peamised rakendused on pulbri automaatne eemaldamine, osade robotkäsitlus protsessietappide vahel ja automaatne jäme eemaldamine.

Robotilised jäme eemaldamise ja pinnaviimistlussüsteemid -, mis kasutavad jõudu-juhitavaid otsaefektereid koos vahetatavate abrasiivtööriistadega -, on nüüd kaubanduslikult saadaval ja on näidanud tsükliaja lühenemist 60–70% võrreldes korduva geomeetriaga osade käsitsi viimistlemisega. Investeering sõltub mahust: robotsüsteemid nõuavad märkimisväärset eelnevat programmeerimist ja paigaldust, mis amortiseeritakse üle tootmismahu. Programmide puhul, mis sisaldavad alla 200 osa aastas, on käsitsi töötlemine tavaliselt säästlikum.

Digitaalne lõim ja jälgitavus

Lisametallist 3D-printimise osade mahutootmine reguleeritud tööstusharudes nõuab täielikku digitaalset kirjet, mis ühendab iga osa identiteedi selle ehitusparameetrite,-järeltöötluse kirjete ja kontrollitulemustega. See "digitaalne niit" ei ole kosmose-, meditsiini- ega autoohutuse rakenduste jaoks vabatahtlik: see on lepinguline ja regulatiivne nõue.

Digitaalse lõime rakendamine metallist 3D-printimise teeninduskeskkonnas eeldab integreerimist ehitushaldussüsteemi, ERP- või MES-platvormi, kvaliteedijuhtimissüsteemi ja kontrolliandmete kogumise süsteemi vahel. See integreerimine on mitte-triviaalne ja on sageli piiravaks teguriks väikeselt-partiidelt mahutootmisele skaleerimisel. Sunhingstones on investeerinud oma LPBF-i ehitushaldustarkvara ühendamisse otse oma ISO 9001-sertifitseeritud kvaliteedijuhtimissüsteemiga, võimaldades automaatselt genereerida osa reisidokumente, mis jälgivad iga osa ajatempli ja operaatorikirjetega läbi iga järeltöötlusetapi.

Tehisintellekt ja protsesside jälgimine

Masinõppe uued rakendused metallilisandiga 3D-printimise-järeltöötluses hõlmavad-pinnaviimistluse protsessis jälgimist automatiseeritud töötluse ajal (vähendab protsessijärgse-mõõtmise vajadust), kuumtöötlemistsüklite ennustavat ajastamist, mis põhineb ehituse valmimise prognoosidel, ja anomaalia tuvastamist ahjude võimalike temperatuuriprofiilide {4}sattumisel.

Kuigi need tehnoloogiad ei ole enamikus metallist 3D-printimise teenustes veel standardsed, on nende kasutuselevõtt kiirem. Euroopa lisandite tootmise tehnoloogiaplatvorm (AM-MOTION), mida toetab Horizon Europe rahastus, on avaldanud tegevuskava dokumendid, mille kohaselt rakendatakse 2028. aastaks tehisintellektiga -abiga järeltöötlemise-järelvalvet kaubanduslikult 40–60% -mahuliste lisandite tootmisseadmetest.

Juhtumiuuring: Scaling Post{0}}Sunhingstonesi mahulise lisaainega metalli 3D-printimise programmi töötlemine

2023. aasta alguses sõlmiti Sunhingstonesiga tootmisleping 316L roostevabast terasest hüdrokollektori korpuste tarnimiseks tööstusautomaatika kliendile, igakuise mahuvajadusega 350 ühikut ja neljanädalase tarnetsükliga tellimusest tarnimiseni.

Väljakutse

Varem toodeti osi prototüüpide kogustes 10–15 ühikut kuus, järeltöötlemine toimus käsitsi: toed eemaldati käsitsi, pinge maandamine väikeses partiiahjus, mida jagati teiste programmidega, pinnaviimistlus käsitsi rantpritsiga ja 100% CMM-kontroll. Ühe osa järeltöötluse koguaeg{5}} oli ligikaudu 4,5 tundi. 350 ühikut kuus, mis võrdub enam kui 1500 tunni järel{11}}töötlemistööga -, mis ei ole kokkulepitud ühikuhinna ja tarnetsükli juures selgelt toimiv.

Postitus-töötletakse ümberkujundust

Sunhingstonesi tootmisinseneride meeskond viis kaheksa nädalat enne tootmise käivitamist läbi järeltöötluse ümberkujundamise{0}}programmi, milles käsitleti iga sammu:

Toetage ümberkujundamist:DfAM-i ülevaade vähendas tugimahtu 42% tänu konstruktsiooni orientatsiooni optimeerimisele ja kolme funktsiooni isetoetavatele geomeetria{1}muudatustele. Ainuüksi see vähendas käsitsi eemaldamise aega 2,1 tunnilt 0,9 tunnini detaili kohta.

Kuumtöötluse partiid:Spetsiaalne stressi leevendamise ajakava kehtestati 120 ühikule ahjutsükli kohta, mida kasutatakse kaks korda nädalas. Ahju aeg -osa kohta vähenes 1,1 tunnilt 0,18 tunnile mahupartii suuruse juures.

Automaatne pinnaviimistlus:Kollektori geomeetria jaoks sobis vibroviimistlussüsteem, mis saavutas ühtlase Ra 3,2 μm kõigil välispindadel. Käsitsi viimistlemine säilitati ainult kolme sisemise pordi funktsiooni jaoks, mis nõuavad Ra 1,6 μm, vähendades käsitsi viimistlemise aega 0,8 tunnilt 0,15 tunnini detaili kohta.

SPC{0}}põhine kontroll:60 esimese-tootmise osa suutlikkuse uuring näitas, et kõigi kaheksa kriitilise mõõtme puhul on Cpk suurem kui 1,45 või sellega võrdne. Kontrollimine viidi üle 10% proovivõtuplaanile koos SPC monitooringuga, vähendades kontrolli aega 1,4 tunnilt osa kohta keskmiselt 0,14 tunnini.

Kokkuvõttes vähenes keskmine järel{0}}töötlusaeg 4,5 tunnilt osa kohta 1,37 tunnini - 70% võrra. Programm on käinud mahuliselt üle kaheteistkümne kuu ilma väljade mittevastavuste-ta ja esma-tootlus on 98,6%.

Tööstuse tunnustus ja reisimise suund

Metalli 3D-printimise järeltöötluse valmimine{1}}mahttootmiseks on äratanud standardiasutuste, kaubandusorganisatsioonide ja teadusuuringute rahastajate järjest suuremat tähelepanu. ASTM Internationali lisaainete tootmise komitee F42 on avaldanud või arendab välja standardeid, mis käsitlevad spetsiaalselt järeltöötluse järjestuse kvalifitseerimist, sealhulgas ASTM F3303 (Standard for Additive Manufacturing - Post- Processing) ja sellega seotud juhenddokumente, mis tunnistavad selgesõnaliselt mahutootmise konteksti.

Euroopa Tööpingitööstuse Assotsiatsioon (CECIMO) avaldas 2023. aastal lisaainete tootmise poliitika soovitused, milles kutsutakse konkreetselt üles investeerima järeltöötluse automatiseerimisse, mis on tingimus, et Euroopa lisandite tootmise tarneahelad saaksid tõhusalt konkureerida tavapärase tootmisega. Aruandes mainiti järeltöötluse läbilaskevõimet- kui kõige tõhusamat hooba lisaainete tootmise ühikukulude mastaabis vähendamiseks.

Ettevõtte tasandil on Sunhingstones viinud oma metallist 3D-printimise teenuse kvaliteedi ja tootmissüsteemid vastavusse nende arenevate standarditega, investeerides partiide kuumtöötluse võimsusesse, automatiseeritud pinnaviimistlusse, digitaalse jälgitavuse infrastruktuuri ja SPC{1}}põhisesse kvaliteedijuhtimisse. Nende investeeringute eesmärk on toetada kliente üleminekul prototüübilt mahuprogrammidele ilma läbilaskevõime- ja kulutrahvideta, mis on selle ülemineku ajalooliselt keeruliseks muutnud.

Korduma kippuvad küsimused (KKK)

Järgmised küsimused kajastavad probleeme, mida insenerid ja hankejuhid kõige sagedamini tõstatavad, kui nad hindavad metallilisandiga 3D-printimist mahutootmise jaoks -, ja on otse ühenduses selle artikli alguses kirjeldatud tootmisstsenaariumiga.

1. küsimus: kas tootmises olevate metallist 3D-prinditud osade{1}}järeltöötlus on alati vajalik?

Peaaegu kõigi struktuursete ja funktsionaalsete rakenduste puhul jah. Kuna-ehitatud metallist 3D-printimise osad sisaldavad jääkpinget, pinna karedust, mis tavaliselt ületab funktsionaalseid nõudeid, ja - olenevalt rakendusest - poorsust, mis tuleb HIP-iga sulgeda. Konkreetsed nõutavad järeltöötlusetapid sõltuvad rakendusest, 3D metallimaterjali sulamist ja kohaldatavatest tööstusstandarditest. Mitte--konstruktsioonilised komponendid, millel puuduvad pinnaviimistluse või mehaaniliste omaduste nõuded, võivad olla kasutatavad-ehitatud kujul, kuid need moodustavad väikese osa mahulistest tootmisprogrammidest.

2. küsimus. Millise tootmismahu juures muutub järeltöötlus metallist 3D-printimisel majanduslikult tasuvaks?

Tasakaalu{0}}maht sõltub nõutavatest-järeltöötluse etappidest ja rakendatud automatiseerimise astmest. Üldise viitena näitavad Sunhingstonesi tootmisandmed, et programmid, mis toodavad rohkem kui 50 ühikut kuus, saavad olulist kasu osade kuumtöötlusest ja massviimistlusest ning täiendavaid eeliseid on SPC{4}}põhine kontroll üle 100 ühiku kuus. Toe eemaldamise ja pinnaviimistluse automatiseerimine nõuab tavaliselt 200 või enamat ühikut kuus, et õigustada programmeerimis- ja kinnitusinvesteeringuid.

3. küsimus: kuidas mõjutab järeltöötlemine-metallist 3D-printimise teenuseprogrammi teostusaega?

Järeltöötlemine on metallitrüki tootmisprogrammis tavaliselt pikim osa kogu teostusajast, mitte väljatrükk ise. Halvasti planeeritud töövoo korral võib järeltöötlus{2}} võtta kaks kuni neli korda kauem aega kui ehitamine. Hästi läbimõeldud-mahutootmise töövoo - puhul koos partii kuumtöötluse, automatiseeritud viimistluse ja paralleelkontrolliga - saab järeltöötluse-aega lühendada ühe kuni kahe päevani partii kohta. Võti on tootmismahu järeltöötluse töövoo kujundamine-enne programmi käivitamist, mitte prototüübi{10}}ajastu protsessi kohandamine pärast seda.

4. küsimus: millised 3D-metallide sulamid ühilduvad kõige paremini automaatse järeltöötlusega?

Roostevaba teras 316L ja 17{5}}4PH, titaan Ti6Al4V ja alumiinium AlSi10Mg on sulamid, millel on enim arenenud automatiseeritud järeltöötlemise{9}}töövood, mis peegeldavad nende levimust metalli 3D-printimise teenuseprogrammides. Kõik ühilduvad partii kuumtöötluse, vibro- või massviimistlusega ja automatiseeritud CNC-töötlusega. Reaktiivsed sulamid, nagu puhas titaan ja mõned alumiiniumisulamid, nõuavad kuumtöötlemisel inertset atmosfääri, mis muudab protsessi keerukamaks, kuid ei takista põhimõtteliselt mahulist järeltöötlust.

K5. Kuidas Sunhingstones haldab{1}}järeltöötluse järjepidevust suurtes partiides?

Tänu dokumenteeritud protsessiprotseduuridele, kalibreeritud ja jälgitavatele seadmetele, kriitiliste mõõtmete statistilisele protsessi juhtimisele ja täielikule digitaalsele jälgitavusele, mis ühendab iga osa selle ehitus-, kuumtöötlus- ja kontrollidokumentidega. Korduvate mahuprogrammide jaoks kehtestab Sunhingstones kuumtöötlemiseks ja viimistlemiseks spetsiaalsed protsessisagedused, tagades ühtlase läbilaskevõime ilma ajakava varieeruvuseta, mis mõjutab jagatud-ressursside{2}}järeltöötlust.

6. küsimus. Kas järeltöötluse kvaliteedi{1}jätmine võib olla ühtlane, kui lisametalli 3D-printimise maht suureneb?

Jah, aga ainult siis, kui{0}}järeltöötluse töövoog oli algusest peale kavandatud sihtmahu jaoks. Mahu järjepidevus nõuab stabiilseid automatiseeritud protsesse, millel on kvantifitseeritud võime (Cpk-andmed), mitte käsitsi protsessid, mis töötavad kiiremini. Selles artiklis sisalduv Sunhingstonesi juhtumiuuring näitab, et osa järeltöötlemisaega-vähendati 70% ja esimese -läbikäigu tootlikkus oli 98,6% -, mis poleks olnud võimalik ilma esialgse töövoo ümberkujundamiseta.

Järeldus: järel{0}}töötlemine on tootmistehniline probleem, mitte tootmispiirang

Avamise stsenaariumi tootmisjuht kaotas tellimuse mitte seetõttu, et lisametalli 3D-printimine ei õnnestunud, vaid seetõttu, et järeltöötlust polnud kunagi kavandatud kliendile vajaliku mahu jaoks. See on inseneri planeerimise ebaõnnestumine ja see on probleem, mida tööstus järk-järgult lahendab.

Metalli printimise-järeltöötlus ühildub mahutootmisega -, kuid see ühilduvus ei ole automaatne. See nõuab sama süstemaatilist inseneri tähelepanu, mida rakendati printimisprotsessile endale: DfAM-i tugikoormuse minimeerimiseks, partiide termotöötlust, et vähendada osade maksumust ja teostusaega, automatiseeritud pinnaviimistlust operaatori varieeruvuse välistamiseks, SPC-põhist kontrolli läbilaskevõime kvaliteedi säilitamiseks ja digitaalset jälgitavust reguleeritud klientide dokumenteerimisnõuete täitmiseks.

Sunhingstones on tootmises näidanud, et need põhimõtted koos rakendades võivad osade{0}}järeltöötluse aega vähendada 70% võrra, säilitades samal ajal klientide ja regulatiivsetele nõuetele vastavad kvaliteedinäitajad. Kui teie organisatsioon hindab üleminekut prototüübilt metallilisandiga 3D-printimisele või kogeb selles artiklis kirjeldatud -järeltöötluse kitsaskoht, on Sunhingstonesi tootmisinseneride tiim teie praeguse töövoo ülevaatamiseks ja suurimate{5}}väärtuse parandamise võimaluste leidmiseks saadaval.

Viited ja lisalugemine

Järgmised allikad teavitasid selles artiklis viidatud andmeid ja tehnilist sisu:

1.MarketsandMarkets (2024). Metallilisandite tootmise turg - Globaalne prognoos aastani 2030. www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/metal-additive{9}}tootmine{10}}market-101143730.html

2.Deloitte (2023). Skaleeriv lisaainete tootmine: tõkked ja tegurid tööstuslikus tootmises. Deloitte Insights. www2.deloitte.com/insights/us/en/focus/industry-4-0/additive-manufacturing-3d-printing.html

3. Wohlers Associates (2023). Wohlersi aruanne 2023: 3D-printimine ja lisandite tootmine - Tööstuse globaalne olukord. Wohlers Associates. www.wohlersassociates.com/wohlers{10}}aruanne

4.Li, R. et al. (2022). "DfAM-i mõju tugimahule ja eemaldamisajale laserpulbrikihi liitmisel." Journal of Manufacturing Processes, 74, lk. 212–224. doi.org/10.1016/j.jmapro.2021.12.018

5.Aerospace Industries Association (2021). Tootmislisandite tarnijate kvaliteedihindamise uuringu tulemused. AIA. www.aia-aerospace.org/report/additive-tootmise-tarnija{{10}kvaliteet

6. Chen, W. et al. (2022). "HIP mõju LPBF 316L roostevaba terase väsimusvõimele." Materjaliteadus ja tehnika A, 848, 143375. doi.org/10.1016/j.msea.2022.143375

7.ASTM International - ASTM F3303: Lisandite valmistamise standard - Järeltöötlus. www.astm.org/f3303.html

8.CECIMO (2023). Lisandite tootmise poliitika soovitused Euroopa tööpingitööstusele. Euroopa Tööpingitööstuste Liit. www.cecimo.eu/publications/additive-tootmispoliitika-poliitika-soovitused-2023

9. Kim, J. et al. (2023). "Statistiline protsessikontroll lisaainete tootmisel: kontrollikulude vähendamise uuring." International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 125, lk . 4401–4415. doi.org/10.1007/s00170-023-11234-x

10.00-MOTION Consortium (2023). Juhend automaatseks-postitustöötlemiseks suures-mahus lisaainete tootmisel. Horisont Euroopa programm. www.am-motion.eu/roadmap