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合金3D列印-增材制

發(fā)布時間：2022-06-18 00:00:36瀏覽：6937點贊：

粉末狀床熔化合金3D列印控制技術(shù)為構(gòu)筑具備民主自由花紋和繁雜特點的配件提供更多了很大的分量，可間接依照CAD統(tǒng)計數(shù)據(jù)鍛造半成品

，無須采用生產(chǎn)成本昂貴的研磨輔助工具

。若以現(xiàn)代形式來鍛造那些結(jié)構(gòu)設(shè)計繁雜的配件，則變得十分毫無意義

，即使顯然不可能將順利完成

。involves鍛造控制技術(shù)鍛造的配件常常輕巧、更高效率且能更快地充分發(fā)揮組織工作操控性

。

不過

，這并并非說此種穩(wěn)定操控性讓他們自如地結(jié)構(gòu)設(shè)計任何人想的花紋，最少在生產(chǎn)成本的束縛下

，他們也不可能將努力做到這一點兒

。

在這點，合金3D列印研究者愛爾蘭雷尼紹歸納了一連串的involves鍛造結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊

，在此

，3D自然科學(xué)谷分成三期與真田廣之擷取，責(zé)任編輯為下半部份

。

因素3：支撐

正如他們之前討論的

，依賴支撐來克服擺放方向問題并非一種好的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計實踐

。雖然他們可能將會容忍在鍛造原型配件時付出額外的研磨時間和后期處理生產(chǎn)成本，但是此類浪費在批量生產(chǎn)involves鍛造配件時則是難以接受的

。過度依賴支撐表明這個配件的幾何花紋“不夠穩(wěn)固”

，這對半成品率有潛在影響。

--支撐目的

盡管他們可以通過結(jié)構(gòu)設(shè)計來盡可能將減少支撐

，但有時也不可能將將其完全消除

。支撐有三大主要功能：

來源：雷尼紹

殘留應(yīng)力— 他們應(yīng)通過結(jié)構(gòu)設(shè)計來減小研磨過程中的殘留應(yīng)力，避免尖銳邊緣

，并避免大面積研磨區(qū)域間接附著在研磨托盤上

。如果這點無法實現(xiàn)，那么可以應(yīng)用支撐來抵消配件中的應(yīng)力

，防止材料從研磨托盤上脫落

。這一方法不推薦用于批量生產(chǎn)研磨件。

散熱通道— 未熔粉末狀是一種絕熱體

。支撐會從下表層區(qū)域轉(zhuǎn)移走一些熱量

，這有助于避免粉末狀燃燒、過度熔化

、變形和變色

；對于正對刮刀方向的下表層，其效果尤為顯著

。通過旋轉(zhuǎn)配件改變其與刮刀的相對朝向

，也可減少上述不利影響。

--主要支撐和輔助支撐

主要支撐指的是那些在CAD環(huán)境中隨組件一起開發(fā)的支撐

，它是一次性結(jié)構(gòu)

，當研磨順利完成時將被移除。輔助支撐是那些在研磨文件處理軟件中生成的支撐

。

來源：雷尼紹

主要支撐的特點是堅固

，可控性更快?div id="d48novz" class="flower left">

？梢詫⑺鼈儗?dǎo)入到研磨文件處理軟件中（以STL形式）

，或與配件的主體一起結(jié)構(gòu)設(shè)計。還可以采用完整的修訂控制功能將它們以參數(shù)的形式導(dǎo)出

。也可以執(zhí)行有限元應(yīng)力分析

。此外，他們可以結(jié)構(gòu)設(shè)計和模擬主要支撐

，讓其以可控形式傳遞熱量

。

來源：雷尼紹

混合支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計充分利用CAD結(jié)構(gòu)設(shè)計和研磨文件處理軟件的優(yōu)勢來實現(xiàn)最佳方案。

--圓角和倒角

雖然0.3 – 1 mm的水平懸伸結(jié)構(gòu)可采用自身支撐

，但是不建議這樣做

。而超過1 mm的懸伸結(jié)構(gòu)則必須要重新結(jié)構(gòu)設(shè)計或為其添加支撐

。可在組件中添加圓角和倒角以消除懸伸結(jié)構(gòu)（如圖中所示）

。

來源：雷尼紹

--關(guān)于移除支撐的挑戰(zhàn)

孔洞和管道內(nèi)的支撐很難移除

，并且可能將需要后續(xù)研磨。同樣

，支撐太小也會給移除帶來難度

。如果配件的幾何花紋比支撐更加脆弱，則在后期處理過程中配件損壞的風(fēng)險較高

。

--水平細節(jié) — 添加支撐或重新結(jié)構(gòu)設(shè)計

配件側(cè)面露出的橫向孔可能將也需要支撐

。在大多數(shù)激光粉末狀床機器上可研磨出的孔的最小尺寸為0.4 mm。

直徑大于10 mm的孔洞和管道將需要在其中心添加支撐

，此時應(yīng)考慮重新結(jié)構(gòu)設(shè)計。直徑介于這兩個尺寸之間的孔洞可在不添加支撐的情況下研磨

，但它們的下表層表面可能將會出現(xiàn)一些變形

，這是因為懸伸部份上方的熔池冷卻速度減慢所致。

在其他情況下

，如果要求必須有高精度的圓孔

，則需要進行后期研磨。菱形孔可用作銑削研磨的對稱導(dǎo)孔

，這點比淚滴形孔更快

。在許多情況下，不在involves鍛造階段研磨那些孔

，而是在后期處理階段在實心結(jié)構(gòu)上鉆孔

，這可能將是最合理的形式。

—“ 有關(guān)支撐的建議”—

- 將10 mm以上的孔改造成自身支撐的菱形孔

- 采用倒角半徑以避免較高支撐

- 移除相對研磨托盤的懸伸角度小于45°的區(qū)域

- 旋轉(zhuǎn)下表層使其遠離刮刀方向

- 在involves鍛造研磨順利完成后再研磨小型特點

- 間接緊貼研磨托盤順利完成配件研磨

，同時留有額外的研磨余量

- 移除水平下表層區(qū)域

因素4：優(yōu)化

拓撲優(yōu)化和衍生結(jié)構(gòu)設(shè)計越來越多地用于結(jié)構(gòu)設(shè)計具備更高效率率的配件

。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)也具備減輕重量的優(yōu)勢。involves鍛造控制技術(shù)生產(chǎn)繁雜花紋配件的能力使之成為實現(xiàn)此類結(jié)構(gòu)設(shè)計的最佳形式

。

那些優(yōu)化技巧的主要目的是

，在移除多余材料的同時保持結(jié)構(gòu)的強度和剛性。經(jīng)過優(yōu)化的配件通常呈現(xiàn)出更為繁雜

、有機的外觀

。需要注意的是，功能經(jīng)過優(yōu)化的配件可能將未必適合采用involves鍛造形式研磨 — 尤其就研磨配件擺放方向而言

。

沿垂直方向重新擺放配件后

，需要添加支撐的區(qū)域?qū)⒆兩佟A孔等細節(jié)將需要添加支撐或重新結(jié)構(gòu)設(shè)計

。還需要注意的是優(yōu)化的支撐桿與圓角半徑的交匯角

。

來源：雷尼紹

在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段重新評估配件時已將擺放方向考慮在內(nèi)

，因此，很顯然該配件在進行involves鍛造研磨時只有一個擺放方向?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">，F(xiàn)在要針對后期研磨重新結(jié)構(gòu)設(shè)計橫向孔等細節(jié)：

來源：雷尼紹

—“ 優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計建議”—

- 應(yīng)用最小壁厚準則

- 確定用于研磨的臨界表面

- 考慮支撐定位和移除或重新結(jié)構(gòu)設(shè)計以便無須添加支撐

- 結(jié)構(gòu)設(shè)計時考慮配件擺放方向并相應(yīng)修改細節(jié)

- 確定是否可達到要求的表面光潔度

結(jié)構(gòu)設(shè)計師可能將需要結(jié)合各種優(yōu)化技巧 — 拓撲優(yōu)化

、空心配件、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（如適用）— 以實現(xiàn)高效率的結(jié)構(gòu)設(shè)計

。配件擺放方向應(yīng)該是繼適用性

、花紋及功能之后的又一個關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)設(shè)計驅(qū)動因素。

End：歸納

involves鍛造控制技術(shù)為生產(chǎn)高效率

、高操控性的配件提供更多了很大的結(jié)構(gòu)設(shè)計民主自由

。但是要想以最低的生產(chǎn)成本和最少的浪費來批量生產(chǎn)配件，則必須充分考慮involves鍛造的工藝特性

。

(責(zé)任編輯：admin)

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