كيف يمكن إزالة هياكل الدعم الداخلي في -المعالجة اللاحقة؟

一، تحسين تصميم هيكل الدعم: الانتقال من "الإزالة السلبية" إلى "الوقاية النشطة"
1. طريقة ذكية لتخطيط تخطيط الدعم
تعتبر تصميمات الشبكات أو الأعمدة شائعة في أنظمة الدعم التقليدية، على الرغم من أنها يمكن أن تترك بقايا مسحوق وتضر السطح. يساعد التصميم الحديث على تحسين التخطيطات باستخدام خوارزميات البرامج، مثل:
الدعم القطري: يتم استخدام دعم قطري 45 درجة لتوصيل الأجزاء ومنصات الطباعة في الإنشاءات المعقدة مثل خطوط الأنابيب. يؤدي هذا إلى تقليل عدد نقاط الاتصال وتسهيل-معالجة ما بعد النشر.
تصميم نقطة الكسر: إضافة ميزات على شكل الساعة الرملية أو السن-عند الاتصال بين الدعامة والأقسام لإنشاء "كسر يمكن التحكم فيه" من خلال-نقاط الضعف المحددة مسبقًا. وهذا يوقف المنخفضات السطحية التي يمكن أن تحدث مع القطع المنتظم.
دعم الهيكلة الإقليمية: استخدام البرمجيات لتكبير مساحة الدعم المتوقعة وتركيزها على مناطق أقل أهمية (مثل هذه المستويات بدلاً من الأسطح)، مما يجعل التأثير على الأسطح الوظيفية أقل.
2. استراتيجية التمييز بين المواد
تحقق تقنية الإزالة الكهروكيميائية التي اقترحتها جامعة ولاية أريزونا "إزالة غير مدمرة" عن طريق التآكل الانتقائي للمواد الداعمة (مثل الفولاذ الكربوني) مع الحفاظ على الجسم الرئيسي للمكون (مثل الفولاذ المقاوم للصدأ). يجب أن تستوفي هذه التكنولوجيا المعايير التالية:
يجب أن يكون الفرق في الإمكانات الكهروكيميائية بين المادة الداعمة والمادة المكونة أكبر من 0.2 فولت. يجب أن يتمتع محلول الإلكتروليت بانتقائية عالية (على سبيل المثال، يجب أن يكون معدل تآكل الفولاذ الكربوني في نظام حمض النيتريك + الأكسجين أكثر من 100 مرة من الفولاذ المقاوم للصدأ). يجب التحكم في وقت التفاعل لمنع حدوث الكثير من التآكل.
2، كانت الطريقة القديمة للتخلص من الأشياء هي إيجاد توازن بين المعالجة الميكانيكية والمعالجة الكيميائية.
1. تكنولوجيا إزالة الأشياء ميكانيكيا
تعمل الأدوات اليدوية مثل الكماشة والمقص والمبرد بشكل جيد على الإنشاءات البسيطة، ولكنها قد تخدش سطح الأجزاء. على سبيل المثال، أثناء إزالة دعامة شفرة معينة لمحرك طائرة، يجب صقل بقايا الدعم بسمك 0.5 مم يدويًا، الأمر الذي قد يستغرق ما يصل إلى أربع ساعات لكل قطعة.
المنشار الشريطي وقطع الأسلاك: يمكن لقطع سلك التفريغ الكهربائي (EDM) فصل الأشياء بدقة عالية جدًا، ولكنه يكلف الكثير. لقد ارتفعت سرعة القطع للمنشار الشريطي بنسبة 30%، لكن المستوى السفلي يحتاج إلى التشكيل مرة أخرى لإصلاحه.
المعالجة باستخدام السفع الرملي: يمكن أن يؤدي استخدام جزيئات رمل أكسيد الألومنيوم عالية الضغط- لضرب السطح إلى إزالة كل من بقايا الدعم وطبقات الأكسيد في نفس الوقت، ولكنه قد يؤدي أيضًا إلى إخفاء العيوب مثل الشقوق الصغيرة.
2. تكنولوجيا التآكل الكيميائي
يمكن للمحلول الحمضي، مثل مزيج حمض الهيدروفلوريك وحمض النيتريك، أن يؤدي إلى تآكل دعامات سبائك التيتانيوم. ومع ذلك، يجب إدارة درجة الحرارة (أقل من 40 درجة مئوية) والوقت (أقل من 15 دقيقة) بعناية، وإلا ستصبح المكونات أكثر خشونة على السطح.
الحل باستخدام قاعدة: يعتبر محلول هيدروكسيد الصوديوم مفيدًا للدعم المعتمد على الألومنيوم-، ولكن يجب تحييده بعد ذلك لإيقاف تقصف الهيدروجين.
التلميع الكهروكيميائي: تزيل هذه العملية بقايا الدعم من خلال الذوبان الأنودي وتجعل السطح أكثر سلاسة (يمكن تخفيض قيمة Ra إلى أقل من 0.2 ميكرومتر)، ولكن المعدات باهظة الثمن إلى حد ما.
3، الاندماج: حل آلي باستخدام الروبوتات والذكاء الاصطناعي
1. الروبوتات لمساعدة النظام
قامت شركة Solukon في ألمانيا بتصنيع نظام SFM-AT800، الذي يستخدم التقنيات التالية لأتمتة عملية الإزالة:
التحكم في الوصلات المتعددة-المحاور: يحتوي الروبوت ذو 6 محاور على رؤوس قطع ومجلخات زاوية ومعدات أخرى تتيح له العمل مع الأنظمة الداخلية المعقدة.
تغيير ردود فعل القوة: مراقبة قوة القطع في الوقت الفعلي-<5N) and automatic adjustment of feed speed to avoid damage to the part;
وحدة إعادة تدوير المسحوق: مكنسة كهربائية مدمجة ذات ضغط سلبي تعمل على إعادة تدوير 98% من الأشياء التي تلتقطها، مما يقلل من النفايات.
2. تحسين العمليات القائم على الذكاء الاصطناعي-.
يستخدم نظام Rivelin Robotics NetShape في المملكة المتحدة خوارزميات التعلم الآلي:
التنبؤ بالعيوب: استخدم البيانات السابقة لإنشاء نموذج التوزيع المتبقي حتى تتمكن من التخطيط لأفضل طريقة لإزالة العيب مسبقًا؛
تكييف الأداة: قم بتغيير معلمات القطع (السرعة، معدل التغذية) تلقائيًا اعتمادًا على صلابة المادة (على سبيل المثال، Inconel 718 مقابل سبائك الألومنيوم)؛
تحكم جيد في الحلقة المغلقة-: يمكن أن يخبرك المسح ثلاثي الأبعاد بمدى خشونة السطح في الوقت الفعلي، ويمكنك تغيير وقت التلميع أثناء التنقل.
4، التقنيات الجديدة: من "الإزالة" إلى الإنتاج "غير المدعوم".
1. تصميم لتحسين الطوبولوجيا
يمكن أن يساعد استخدام برامج مثل Altair OptiStruct في جعل الهياكل أقوى مع تقليل مقدار الدعم الذي تحتاجه. على سبيل المثال، يؤدي تحسين البنية إلى خفض حجم الدعم لقوس قمر صناعي معين بنسبة 60% والوقت المستغرق لمعالجته بمقدار -ثلث حجمه الأصلي.
2. تكنولوجيا دعم المعدن السائل
توصلت شركة ExOne في الولايات المتحدة إلى نظام دعم القصدير السائل الذي يملأ المنطقة التي تتم طباعتها بالمعدن السائل. بعد الطباعة، يتم تسخينه إلى 232 درجة لإذابة القصدير وتركه يتدفق للخارج، وهو ما يسمى "الإزالة الخالية من البقايا". تم استخدام هذه الطريقة في تصنيع أجزاء الطائرات المصنوعة من سبائك التيتانيوم، وقد سهلت عملية إزالة الدعامة بعشر مرات.
3. الطباعة بمساعدة المجال المغناطيسي
تستخدم تقنية المسحوق المغناطيسي التي ابتكرها معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) مجالًا مغناطيسيًا خارجيًا لتنظيم كيفية انتشار مسحوق المعادن غير المغناطيسية، مما يؤدي إلى إنشاء هيكل دعم مؤقت في المنطقة المعلقة. بعد الطباعة، استخدم مجالًا مغناطيسيًا عكسيًا لمساعدة المسحوق على الخروج تلقائيًا. يعمل هذا بشكل جيد مع المواد التي تستجيب للمغناطيس، بما في ذلك سبائك الكروم والكوبالت.
5، المشاكل وأفضل الممارسات في الصناعة
1. تحليل حالة نموذجية
وفي صناعة الطيران والفضاء، خفضت GE Aviation الوقت المستغرق لمعالجة فوهات وقود محرك LEAP من 72 ساعة إلى 8 ساعات عن طريق أتمتة النظام. وقد أدى ذلك إلى زيادة الطاقة الإنتاجية السنوية بمقدار 15 مرة.
يستخدم سترايكر تقنية الإزالة الكهروكيميائية لمعالجة الكؤوس الحقية، مما يقلل من معدل الدعم المتبقي من 3% إلى 0.05%. وهذا يتوافق مع معايير إدارة الغذاء والدواء الأمريكية الصارمة لإطلاق الأيونات المعدنية.
2. المشاكل الرئيسية
توازن التكلفة: يمكن أن يستغرق عائد الاستثمار في معدات التشغيل الآلي ما يصل إلى 5 سنوات، ولا تزال الشركات الصغيرة والمتوسطة-تقوم بالكثير من العمل يدويًا.
القيود المفروضة على المواد: لا يمكن استخدام التكنولوجيا الكهروكيميائية إلا مع مجموعات معينة من المواد، ويجب أن تكون أكثر مرونة؛
التحكم الدقيق: حتى لو لم يعد من الممكن دعم الأنظمة الداخلية المعقدة مثل قنوات التبريد، فلا تزال هناك حاجة للتدخل المادي.