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三维打印与机械加工相结合制造复杂液压零件

更新时间:2019/6/8 13:37:27点击次数:字号:T|T

3D打印的主要优势之一是处理一些过于复杂的结构,而这些复杂性正是产品实现更高附加值的地方。然而,传统技术的经济性、效率和表面精度往往超出3D打印的能力。许多3D打印技术的智能从业者开始将3D打印与机械加工和其他加工技术结合起来。

宾夕法尼亚大学的TimothySimpson教授曾在ted演讲中展示了一个复杂而精确的部分,该部分由宾夕法尼亚大学CIMP3D印刷中心、帝国机床公司和一家工业合作伙伴共同制作。

混合制造过程的第一步是设计。设计师需要考虑两个制造过程的不同要求,并在设计过程中反映出来。例如,对于选择性激光熔化金属3D印刷工艺,设计者需要尽可能避免突出超过45度以支持印刷;然而,为了满足数控加工的要求,有必要保留切削余量并考虑夹具问题。

热处理后,零件的表面光滑度和金属的颜色是热处理过程的结果。

在该零件的计算机辅助设计文件的横截面中,我们可以看到在外径上添加了额外的材料,以提供加工的切削余量。切削余量不仅增加到外径上,还增加到顶部和底部表面以及内部流体端口表面上,以便于以后的加工。

这个具有复杂内腔结构的零件是用Inconel718合金制成的,设计完成后,金属3d打印系统开始工作,按照设计的模型陆续制造零件。

选择性激光熔化过程在加工过程中产生大量热量,从而在零件中产生残余应力。部件的制造完成后,部件被送至热处理,通过热处理,内部应力减轻,材料的性能被微调整。

多轴数控加工中心数控机床为深度加工重要特点出示了高宽比的精密度,这一独特零部件必须精准的直径,以保证跟别的零部件能取得成功安裝一起,以便一切正常运行,表层光滑度都是另一个1个关键的重要品质规定。

除此之外,圆柱的墙顶和底边存有临界直线度和同轴度的精密度规定,这都必须根据机械加工来建立。最终,流体力学端口号必需承担12,0500psi的工作压力,这必须开展五金机械的外螺纹切削实际操作。

质量管理和验证始终是先进制造业的关键构成。在机械加工的质量检验阶段中,人们一般借助传统式的精确测量机器设备来保证考虑严苛的尺寸公差规定,可是根据增材制造造成的构造则必须专做的技术性来查验。为了保证构造的准确性,宾夕法尼亚大学和Imperial数控车床专用工具企业根据计算机断层扫描系统软件和别的优秀的机器设备来进行零部件內部的检验。

最终得到的零件的重量比原设计减轻了40%以上,同时提高了流体流动性能。

打印单元的内部CT扫描的结果,显示内部格子构造和螺旋那样的内部通道。相片由CIMP‐3D出示,系统软件选用GEv|tome|xmicroCT扫描仪系统软件。

最后进行的零部件——融合设计方案的自由度计算和精密度,借助金属材料3D复印和精密机械加工是建立这一总体目标的惟一方式。

 

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