ما هي مواد الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد التي يجب عليك اختيارها للأجزاء الميكانيكية المقاومة للتآكل-؟

يواجه مديرو المشتريات ومهندسو التصميم نفس المشكلة مرارًا وتكرارًا. يبدأ الترس أو مقعد المحمل أو دليل الناقل أو المكون الهيدروليكي في التآكل بشكل أسرع من المتوقع في ظل الاحتكاك عالي التردد والأحمال الثقيلة. وفجأة يتوقف الخط، ويتم طلب قطع الغيار الطارئة بأسعار مرتفعة، ويتأخر جدول الإنتاج. وتضع بيانات الصناعة متوسط ​​تكلفة التوقف غير المخطط له بالقرب من 260 ألف دولار في الساعة في التصنيع، في حين تتراوح الصيانة السنوية بشكل روتيني بين 2% و5% من قيمة الأصول البديلة للمصنع. تعود نسبة كبيرة من هذا الإنفاق إلى التآكل المبكر. لا يزال اختيار المادة المناسبة للمكونات المعدنية المطبوعة ثلاثية الأبعاد في مرحلة التصميم هو الطريقة الأكثر فعالية لتقليل تلك الخسائر.

سيناريوهات التآكل الشائعة

تواجه تروس النقل ذات الدورة العالية-، وأغطية المحامل المحملة باستمرار، وبكرات النقل الكاشطة، والصمامات الهيدروليكية المكشوفة للسوائل-، مزيجًا من التآكل اللاصق والكاشط والتآكل. بمجرد أن تبدأ المواد السطحية في الاختفاء، تنفتح الخلوصات، ويرتفع الاهتزاز ويتسارع الفشل.

التكلفة الحقيقية للارتداء

سعر قطع الغيار هو فقط الطرف المرئي. العمالة الطارئة، والشحن المعجل، والخردة الناتجة أثناء إعادة التشغيل، والعقوبات اللوجستية والعمل الإضافي تضاعف التكلفة الحقيقية بسرعة. غالبًا ما تكون النباتات العالقة في الوضع التفاعلي عند الحد الأعلى لنطاق قيمة الصيانة بنسبة 2-5%-إلى-الأصول-. تلك التي تحدد مكونات أكثر متانة في وقت سابق تميل إلى البقاء أقرب إلى النطاق الذي يتراوح بين 1.5 و2.5% والذي تستهدفه العمليات ذات المستوى العالمي.

ثلاث عائلات مادية تهيمن على القرارات العملية لمكونات معدنية مطبوعة ثلاثية الأبعاد.

الفولاذ المقاوم للصدأ

يظل 316L و17-4PH بمثابة العمود الفقري للاستخدام الصناعي العام.. 316L يوفر مقاومة ممتازة للتآكل ولكنه يظل ناعمًا نسبيًا.. 17-4يمكن معالجة PH بالحرارة-إلى حوالي 40 HRC ويعطي قوة أفضل للأسطح المحملة بشكل معتدل. كلاهما نقطة بداية فعالة من حيث التكلفة عندما تكون البيئة مختلطة من المواد الكيميائية والميكانيكية بدلاً من التآكل العالي النقي.

سبائك التيتانيوم

يوفر Ti-6Al-4V نسبة قوة مذهلة-إلى-وزن وأداء قوي في مجال التآكل. تصل الصلابة عادةً إلى منتصف-الثلاثينيات من HRC بعد المعالجة. إنه يتألق عندما يكون تخفيض الوزن مهمًا - المؤثرات النهائية الروبوتية، أو أقواس المعدات المتنقلة أو تركيبات الفضاء الجوي - ولكن مقاومة التآكل الانزلاقية النقية تكون ثانوية. عادةً ما تقتصر تكلفة المواد المرتفعة على التطبيقات التي يدفع فيها التوفير الشامل تكاليفه بنفسه.

كروم الكوبالت وفولاذ الأدوات

بالنسبة إلى أصعب أنواع الاحتكاك المنزلق أو الكاشط، فهذه هي الاختيارات-الأساسية. يصل كروم الكوبالت - (CoCrMo) بشكل روتيني إلى 38-55 HRC ويجمع بين مقاومة التآكل العالية وسلوك التآكل الجيد. يمكن تقوية فولاذ الأدوات مثل H13 أو A2 أو D2 بما يتجاوز 50-60 HRC ويوفر أعلى مقاومة للتآكل للقوالب والتروس عالية التحميل وأدوات التشكيل. عندما يكون عمر الخدمة تحت الاحتكاك الشديد هو المطلب الأساسي، تكون هذه السبائك هي الأقوىمواد طباعة ثلاثية الأبعاد مقاومة للتآكلالخيارات المتاحة حاليا في حجم الإنتاج.

من حيث التصنيف، يغطي الفولاذ المقاوم للصدأ المهام اليومية، ويتعامل التيتانيوم مع الاحتياجات الهيكلية خفيفة الوزن، ويتولى الكروم-الكوبالت أو فولاذ الأدوات حالات التآكل الشديدة. لا تزال الصلابة الفعلية والعمر الافتراضي يعتمدان على المعالجة الحرارية والكثافة المحققة والتشطيب النهائي للسطح.

على الرغم من أن Multi Jet Fusion مشهور بأجزاء البوليمر-عالية الكثافة، إلا أن نفس المبادئ المعتمدة على الكثافة-تنطبق على العمليات المعدنية المستخدمة في مكونات التآكل الصناعي-مسحوق الليزر-دمج الطبقة ونفث المواد الرابطة المعدنية. تقلل الكثافات النسبية التي تزيد عن 99% بشكل حاد من المسامية التي يمكن أن تكون بمثابة بداية للشقوق تحت الحمل الدوري والتآكل. تعمل الهياكل المجهرية التي يتم التحكم فيها بالإضافة إلى الضغط المتوازن -الساخن الاختياري على زيادة صلابة السطح وعمر الكلال.

يمكن إنشاء الميزات الداخلية المعقدة-التبريد المطابق أو تعزيز الشبكة أو الهيكل-مسارات التحميل المحسنة-كأجزاء فردية. يؤدي ذلك إلى التخلص من الوصلات المثبتة بمسامير أو الملحومة التي تصبح في حد ذاتها نقاط تآكل. تتيح تقنية النموذج الأولي السريع للمهندسين طباعة الشكل الهندسي المرشح، وإجراء اختبارات احتكاك وتحميل واقعية، وتحسين التصميم أو المادة، والانتقال إلى أحجام الإنتاج دون انتظار الأدوات التقليدية. يعمل هذا المزيج على تقصير دورات التطوير مع زيادة احتمالات أن يلبي الحل النهائي لخدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد للأجزاء المعدنية المتينة أهداف الحياة.

طباعة MJF الصناعيةلا يزال في حد ذاته طريقًا بوليمريًا بشكل أساسي، لكن العديد من المصانع تستخدمه في نماذج أولية للتآكل الوظيفي أو أدلة بوليمر-متوسطة التحمل قبل الالتزام بالمعدن. إن سرعة MJF ونظائره تجعله أول مرشح عملي في حلقة التحقق من الصحة.

واجهت إحدى الشركات المصنعة لأنظمة التعامل الآلي مع المواد-حالات فشل متكررة في -دليل الدورة العالية ومجموعة دعم المحمل-. استمرت الأجزاء التقليدية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ لمدة ثلاثة إلى أربعة أشهر فقط في ظل التشغيل المستمر، مما أدى إلى توقفات متكررة غير مخطط لها ومخزون متزايد من قطع الغيار-.

تحول الفريق إلى تصميم معدني مصنوع من الكروم -مصنوع من الكوبالت- ثلاثي الأبعاد مع معلمات عملية محسنة للكثافة وسلامة السطح. تم بناء ميزات التقوية الداخلية التي كانت تتطلب تجميعًا ثانويًا في قطعة واحدة. أظهرت البيانات الميدانية على مدى الثمانية عشر شهرًا التالية أن عمر الخدمة امتد إلى أكثر من 18 شهرًا في نفس دورة العمل، وانخفض وقت التوقف غير المخطط له في تلك المحطة بنسبة 60% تقريبًا، كما انخفضت تدخلات ما بعد البيع المتعلقة بالجزء بشكل حاد. تم استرداد تكلفة الوحدة الأعلى للمكون المطبوع خلال أول دورتي استبدال.

الاعتراف بالصناعة

تستمر المعارض الفنية الكبرى والجمعيات الصناعية في عرض تصنيع الإضافات المعدنية للأجزاء الوظيفية والحساسة للتآكل-. من الواضح أن التكنولوجيا قد تجاوزت النماذج الأولية النقية إلى استخدام إنتاجي موثوق للعديد من التطبيقات الصناعية.

القدرات والمعدات

ابحث عن الشركة المصنعة للطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد أو مصنع الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد المخصص الذي يدير أنظمة صناعية ذات حجم - قادرة على تحقيق كثافة متسقة وجودة السطح بدءًا من النموذج الأولي وحتى أحجام الإنتاج. يمكن للموردين الذين يقومون أيضًا بتشغيل منصات الطباعة MJF الصناعية التعامل مع برامج البوليمر المختلطة-و-المعدنية والقياس السريع عندما تنمو الكميات.

شهادات المواد وعمليات الجودة

اطلب إمكانية تتبع المسحوق بالكامل، ومعلمات العملية الموثقة، واختبار الكثافة والصلابة، وفحص الأبعاد. إن القدرة على توريد كميات كبيرة من الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد ذات خصائص ميكانيكية قابلة للتكرار تفصل المصانع الاحترافية عن متاجر النماذج الأولية النقية. سيساعدك الشريك القادر أيضًا في اختيار أفضل مادة للطباعة ثلاثية الأبعاد لمقاومة التآكل للحمل المحدد والبيئة والحجم الذي تواجهه، ثم تقديم نماذج أولية سريعة لاختبار التآكل قبل إطلاق عمليات تشغيل أكبر.

لا يجب قبول حالات التآكل المبكرة كتكلفة تشغيل عادية. يمكن أن يؤدي إقران المادة المناسبة مع عملية إضافة كثيفة وشريك تصنيع موثوق إلى إطالة عمر المكونات وتقليل وقت التوقف عن العمل وتحقيق الاستقرار في سلسلة التوريد. اتصل بموفر خدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد للأجزاء المعدنية المتينة المتخصصة للحصول على-نصائح حول المواد المحددة وعرض أسعار سريع للنموذج الأولي-. يظل اختيار المادة المثالية في مرحلة التصميم هو الطريقة الأنظف لحل مشكلات التآكل عند مصدرها.