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让我们面对现实 - 大多数3D打印机出来的部件......有点难看 。有移除支撑,粉末和树脂清除,以及关键的表面和加工功能 。没有这些二次操作,印刷部件几乎没有价值 。
正如任何零件设计师所告诉你的那样,增材制造(AM)的复杂性可能是免费的,但后期处理需要使他或她最新的想法功能和美学上的愉悦需要大量的成本 。
“我们工厂的三分之二用于后处理技术人员和设备 - 只有三分之一用于实际印刷,”位于宾夕法尼亚州阿伦敦的服务机构ProtoCAM的增材制造副总裁Ed Graham说 。“这些技术人员,平均任期为15年 。在这方面我们非常幸运,因为如果你需要拥有这些技能的人,那就无处可去 。对我来说,印刷是增材制造的一个更容易的部分 。它的后期处理很难 。“
锄头的艰难行
欢迎来到未来
但是什么使后处理变得如此困难,为什么它首先是必要的呢?使用激光驱动的打印机比大多数数控机床的成本更高 - 而且往往更多 - 人们会认为他们可以在黄金时间内准备好零件,而无需人工清洁,喷砂,刮削和打磨 。
要回答这些问题,有必要了解3D打印过程 。AM的名字表明,通过逐渐向工件添加材料,通常一次一个纸薄层 。正如办公楼在施工期间可能需要支撑以保持墙壁和地板稳定一样,许多添加工艺也需要格子状结构形式的支撑,以防止新生工件在生产过程中下垂或翘曲 。必须在构建后删除这些支持 。
逐层构建过程还会在所有非水平零件表面上创建阶梯效应 。一旦零件离开腔室,这些层通常需要一定程度的平滑,并且功能表面可能需要二次加工 。例如,孔通常需要铰孔或钻孔; 螺纹部件必须攻丝或螺纹铣削; 并且,根据工件的尺寸,几何形状和所使用的添加工艺的类型,尺寸规格小于±0.005英寸左右的特征需要在CNC加工中心,车床,EDM或磨床上完成 。
还有需要考虑的原材料 。从粉末床3D打印机中取出的零件类似于一个严重烘烤的蛋糕,金属或塑料块楔入其口袋和缝隙中,而从树脂打印机的桶中出来的那些通常是粘糊糊的 。同样,必须从新生工件上除去所有这些多余的粉末或树脂,并回收剩余的材料供以后使用 。
印刷金属部件 - 近年来AM显着增长的一个关键原因 - 必须从其底板上切掉,然后进行热处理以去除印刷过程中产生的内应力 。完成刚刚描述的二次加工后,零件经常被涂漆,阳极氧化或电镀,就像减少制造的部件一样 。
类似地,聚合物部件可以涂漆或电镀,但通常在类似复活节彩蛋的过程中染色 。
后处理前后的树脂部分 。
对速度的需求
幸运的是,加工和制造行业已经对制造零件进行了几个世纪的后处理,实际上所有用于此的传统方法对3D打印组件同样有效 。但随着AM从长期的原型技术转变为主流的终端零件制造流程,挑战在于扩展和自动化这些流程以支持添加剂量产 。
格雷厄姆说:“现在这个行业正在发生变化 。” “使用人工来完成原型甚至几十个零件可能具有成本效益,我们现在看到1000件以上的订单 。这就是为什么更高效的后处理方法现在变得越来越重要,因为最近所有重点都放在最终用途材料,更快的打印时间,更大的构建包络,以及最终更高的产量 。“高效的后处理不仅仅是对速度的需求,然而 。格雷厄姆说,重复性和一致性是手动零件加工难以实现的同等重要属性 。
这解释了ProtoCAM最近对DyeMansion北美自动化零件清洗机的投资,ProtoCAM使用该自动零件清洗机对来自HP MultiJet Fusion 3D打印机的零件进行后处理 。
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