100 個の複雑な金属 3D プリント部品を同じサイズに保つ方法

最初の 5 つの部分は、所定の位置に直接配置されます。 30日目になるとフィット感がよりきつく感じられます。 80歳までに、集まらない人もいる。 100個ご注文の場合金属 3D プリント部品本当の問題は、完全に拒否されることはめったにありません。-すべての部分が最後のものと少しずつ異なるということです。この遅いドリフトにより、組立ラインが停止したり、選択的な取り付けが強制されたり、生産スケジュールが狂ったりする可能性があります。

この記事では、同じビルドのパーツが依然として異なる理由、実際に現実的な一貫性がどのように見えるか、パーツ 1 からパーツ 100 まで寸法を安定させるための具体的な手順について説明します。製造例とサプライヤーのチェックリストが続きます。

同じマシン上で同じファイルを使用しても、わずかな違いが現れます。変動の大部分は 4 つの要因で説明されます。

熱と収縮
レーザーは急峻な温度勾配を作成します。層がさまざまな速度で冷却されると、残留応力が蓄積します。その後、部品が熱処理されるか、プレートから切断されると、その応力が緩和され、部品が移動できるようになります。-業界の測定では一般に、残留応力とその結果として生じる歪みが、粉体層溶融における最大の寸法誤差の原因の 1 つであることが示されています。-制御しないと、その誤差が数十分の 1 ミリメートルに達することもあります。

ビルドプレート上のパーツの位置
冷却速度、ガスの流れ、サポートの状態は、プレートの中心から端に向かって変化します。ある隅に印刷された同一のパーツは、同じビルドの中央に印刷された同じパーツとは数十分の 1 ミリメートル異なる仕上がりになる可能性があります。

粉質の変化
フレッシュパウダーと再利用パウダーは同一ではありません。粒度分布、酸素レベル、流動性はリサイクルにより変化します。粉末ロットが厳密に管理されていない場合、溶融プールと最終密度が変動して、完成サイズに影響を与える可能性があります。

機械の状態
レーザー出力、フォーカス、およびリコータのパフォーマンスは時間の経過とともに変動します。定期的なチェックを行わないと、同じデジタル ファイルが連続したビルド間でわずかに異なる結果を生成する可能性があります。

これらの効果は 1 つのプロトタイプに隠されたままになります。 100 個の部品を使用すると、それらは目に見えて高価になります。

バイヤーは時々、すべての機能について ±0.05 mm を要求します。これは、二次加工後のいくつかの重要な面では実現可能ですが、複雑な部品全体の完成したままの表面では現実的であることはほとんどありません。-

適切に運用されている産業用 SLM では、一般的な結果は次のようになります。{0}

一般寸法: ±0.1 ～ ±0.2 mm (または公称サイズの約 ±0.1 ～ 0.2 %)

軽加工後の重要界面：±0.05mm以上

プロセス管理が緩い大型または高応力部品: 変動は ±0.3 mm に達する可能性があります-

実際的なアプローチは、実際にアセンブリまたは機能に影響を与える寸法にマークを付け、残りの部分については機能公差を受け入れることです。すべての表面を過剰に指定すると、完成品を改善することなくコストとリードタイムが増加します。重要な機能に関する明確な合意が信頼性の基礎となります金属3Dプリント寸法精度。

プロセスの部品を設計する
重要な表面の向きを調整して、サポートの接触と残留応力を軽減します。ビルドプレートに平行な大きな平らな領域は、クールダウン中にさらに大きく移動することがよくあります。-早めに傾けたり調整したりすると、後のトラブルを避けることができます。

材料と粉末バッチをロックする
正確な合金を指定し、注文全体で同じ粉末ロット{0}}または厳格なリサイクル制限-を維持してください。作業中にパウダーを切り替えることは、サイズの変動を引き起こす最も簡単な方法の 1 つです。-

印刷パラメータを固定する
テストビルドで設定を確認したら、レーザー出力、スキャン速度、層の厚さ、およびハッチング戦略を変更しないままにします。製造中の小さな「改善」でも、バッチ全体が変化する可能性があります。

レイアウトと方向の一貫性を保つ
すべてのパーツを同じ向きで、プレート上の可能な限り同じ位置に印刷します。ランダムに配置すると、不必要なバリエーションが追加されます。

短い一連のテストで収縮を補正する
いくつかのキャリブレーション部分を実行して測定し、スケール係数またはオフセットをビルド ファイルに適用してから、全量を起動します。多くの場合、このステップだけで最大の系統誤差が除去されます。

部品がプレート上にある間にストレスを軽減-
部品を切断する前に熱処理を行うと、形状が拘束されたまま残留応力が緩和されます。最初に切断し、後で熱処理を行うと、後で歪みが発生することがよくあります。-

測定して記録する
CMM または構造化光スキャナーを最初の記事と、バッチ全体で定義されたサンプリング計画に使用します。{0}データを保管してください。追跡可能な測定は、一貫性を証明し、ドリフトを早期に発見するための信頼できる唯一の方法です。

これらの制御により、100 個の注文がギャンブルから反復可能なプロセスに変わります。

ヨーロッパの機器メーカーは、内部チャネルと複数の精密取り付け面を備えた 100 個のステンレス鋼ハウジングを必要としていました。-以前のサプライヤーからの初期のサンプルはきれいに組み立てられていましたが、最初の量産バッチでは、取り付け穴の位置が実行の終わりに向かって 0.25 mm もずれていることがわかりました。{3}選択的なフィッティングが必要となり、スケジュールが遅れました。

注文は管理されたプロセスに移行されました。チームは粉末バッチをロックし、一連の短いテスト後にすべてのパラメータを修正し、すべてのビルドで同じ方向を維持し、部品がプレート上に残ったまま応力除去熱処理を実行し、重要な取り付け面のみを機械加工しました。-最初の-記事と進行中の CMM レポート-がお客様と共有されました。

100 個の部品は、限界寸法が ±0.10 mm 以内に保たれて到着しました。アセンブリは選択的なフィッティングなしで実行されました。同じ数量の後続注文を同じプロセスウィンドウで実行すると、一致する結果が得られました。-以前の 0.25 mm のドリフトは、単一の機械設定によるものではなく、主にプレート上熱処理、ロックされたパラメータ、一貫した配向によって解消されました。-

100 個に取り組む前に、次の点について明確な答えを得てください。

実際の測定値を含む最初の製品検査レポートを提供していただけますか?{0}

同じ粉末バッチ (または文書化されたリサイクル制限) を完全な注文に対して維持できますか?

パーツがビルドプレートに取り付けられている間に、ストレスを軽減しますか?{0}

最終的な証明書だけでなく、プロセス中の測定データも共有されますか?{0}}

複数のビルドにわたって同じパラメータとパーツの方向を保持できますか?

通常、同様のサイズと複雑さの部品でどのような寸法の機能を達成しますか?

有能な金属 3D プリント工場またはバッチ金属 3D プリント部品サプライヤーは、これらの質問に直接答え、データで裏付けます。曖昧な返答や測定値の共有に消極的な場合は危険信号です。継続的なニーズに備えて、数か月後に卸売のカスタム金属部品に対して同じプロセス ウィンドウを再現できるかどうかも確認します。信頼できる人を探していますSLM 3D プリンティング メーカー規律あるプロセス管理をすでに実行している場合は、最低単価を追求するよりも多くの時間を節約できます。

内部特徴のある複雑な部品は、多くの場合、数量が 100 個の場合、積層造形でのみ実用的です。多くの表面で厳しい公差が必要な単純な角柱形状でも、CNC ではより一貫性があり、経済的です。低量から中量までの 2 つのルートを個別に比較して、その決定を詳しく検討します。--

100 個の複雑な金属部品にわたるサイズの一貫性が重要な場合は、CAD ファイルと重要な寸法を強調した図面を送信してください。簡単なプロセスのレビューにより、形状、材料、公差を確実に保持できるかどうか、また 100 番目の部分が最初の部分と一致するようにどのような制御が必要であるかがわかります。-