毅速科普:后處理對3D打印零件的重要性
當(dāng)前的 3D打印零件確實(shí)存在著一些先天不足,但部分先天不足可以通過一些后處理工藝來后天補(bǔ)足。
以目前在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用較多,也是毅速3D打印采用的主要技術(shù)SLM3D打印技術(shù)來說,為了使金屬 3D打印零件達(dá)到所要求的力學(xué)性能以及表面質(zhì)量,在打印完成后往往需要配合使用熱等靜壓、熱處理、機(jī)械加工、磨削等后處理工藝。

這些后處理工藝將對 3D打印零件尺寸產(chǎn)生一定改變,所以在設(shè)計(jì)一個(gè) 3D打印產(chǎn)品的初期就應(yīng)該將需要使用的后處理工藝考慮進(jìn)去,以便在設(shè)計(jì)中為后處理工藝留出余量,降低零件的廢品率。當(dāng)然,這些設(shè)計(jì)思路對增材制造設(shè)計(jì)師提出了挑戰(zhàn),唯有設(shè)計(jì)師對將要應(yīng)用的 3D打印工藝充分了解,才能夠在設(shè)計(jì)初期全盤考慮 3D打印和后處理對于設(shè)計(jì)的影響。

比如說,如果一個(gè)金屬 3D打印零件需要通過機(jī)械加工提高表面光潔程度,那么設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)零件時(shí)就需要考慮材料的去除量,并在設(shè)計(jì)時(shí)補(bǔ)償,如果在機(jī)械加工中需要去除 0.05mm,的厚度,在設(shè)計(jì)的時(shí)候就需要增加 0.05mm,以便后處理后零件符合要求的尺寸公差。
當(dāng)試圖進(jìn)行表面后處理時(shí),設(shè)計(jì)師還必須考慮過程本身的物理特性 ,比如說零件棱角位置材料會(huì)更容易去除,所以在設(shè)計(jì)時(shí)需要在這些位置加大輪廓度公差。除了外部表面光潔,零件的內(nèi)腔往往需要一定的暢通性,設(shè)計(jì)師應(yīng)考慮這些材料的去除率和補(bǔ)償。

在進(jìn)行增材制造設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)師需要考慮兩種類型的 CAD模型:一種是最終的幾何形狀,包括基準(zhǔn)的確定、加工尺寸公差要求、表面粗糙度要求等;另一個(gè)同樣重要的 CAD模型是供 3D打印設(shè)備識(shí)別加工的模型,這個(gè)模型中可補(bǔ)孔,可增加支撐結(jié)構(gòu),也可以增加加工余量。

金屬3D打印機(jī)
通過不同的 3D打印工藝加工出來的零件,后處理的思路也不盡相同,這些后處理工藝將反過來影響到設(shè)計(jì)方案。例如,如果用于制造零件的設(shè)備為基于粉末床工藝的電子束熔融 3D打印設(shè)備,不需要考慮到金屬零件與打印基板分離的問題,但需要考慮去除金屬粉末和粉末清除處理對設(shè)計(jì)的影響。如果用于制造零件的設(shè)備為選區(qū)激光熔融 3D打印設(shè)備,則需要考慮將零件與打印基板分離切割的問題和消除殘余應(yīng)力的問題。