Welche Teile erfordern normalerweise eine Nachbearbeitung?

一, Sekundärbearbeitungsanforderungen, die sich aus Kernfunktionen ergeben
1. Die Dichtfläche und die Gegenfläche
Dichtfläche: Die Dichtfläche muss in der Lage sein, Hochdruckflüssigkeiten (z. B. Hydrauliköl und -gas) an Orten wie hydraulischen Ventilkörpern und Gasturbinenbrennkammern zu verarbeiten. Um Undichtigkeiten zu verhindern, muss die Oberflächenrauheit unter Ra0,4 μm gehalten werden. Beispielsweise muss die Dichtfläche des 3D-gedruckten Ventilkörpers aus einer Titanlegierung einer Flugzeugtriebwerks-Kraftstoffpumpe CNC-gefräst werden, um nicht geschmolzene Pulverpartikel zu entfernen, damit sie gut zum Gummidichtring passt.
Um eine Genauigkeit auf IT5-IT6-Niveau zu erreichen, müssen passende Oberflächen wie Zahneingriffsflächen, Lagermontagelöcher usw. geschliffen oder gehont werden. Nach dem 3D-Druck einer bestimmten Art von Planetengetriebe mit Untersetzungsgetriebe steigt die Rauheit der Zahnoberfläche von Ra6,3 μm auf Ra0,8 μm und der Geräuschpegel sinkt dank intensiver Dreh- und Schleifarbeiten um 15 dB.
2. System aus Gewinden und Löchern
Gewinde: 3D-gedruckte Gewinde haben aufgrund der Pulveranhaftung oft unvollständige Zahnprofile und müssen daher mit einem Gewinde versehen oder gerollt werden. Nach dem 3D-Druck müssen beispielsweise die Gewinde von Knochenschrauben in medizinischen Implantaten mit einem Gewindeschneider fixiert werden, um sicherzustellen, dass sie eng am Knochengewebe anliegen.
Lochsystem: Um sicherzustellen, dass tiefe Löcher und sich kreuzende Löcher koaxial sind, müssen sie gebohrt und aufgerieben werden. Beispielsweise werden die Kühllöcher in der Turbinenscheibe eines Flugzeugtriebwerks mithilfe einer Mischung aus 3D-Druck- und Funkenerosionstechnologien (EDM) auf eine Abweichung von ± 0,02 mm der Öffnungsabweichung kontrolliert.
3. Kanäle für Licht und Flüssigkeiten
Das Polieren optischer Oberflächen wie Laserreflektoren und Infrarotfenster auf eine Oberflächengenauigkeit von λ/10 (Wellenlänge 632,8 nm) erfordert höchste Präzision. Beispielsweise wird eine bestimmte Art optischer Satellitenhalterung durch 3D-Druck hergestellt und anschließend durch magnetorheologisches Polieren von Oberflächenwelligkeiten befreit, sodass sie den Anforderungen optischer Weltraumsysteme entspricht.
Elektrochemisches Polieren (ECP) ist erforderlich, um Grate an den Innenwänden von Mikrokanal-Wärmetauschern, Brennstoffdüsen und anderen Flüssigkeitskanälen zu entfernen. Dadurch wird die Strömung weniger widerstandsfähig. Die Treibstoffdüse des LEAP-Triebwerks von GE Aviation verfügt beispielsweise über eine 3D--gedruckte interne Strömungsroute, die mit ECP behandelt wurde. Dadurch wurde die Größe der Kraftstoffzerstäubungspartikel um 30 % kleiner und die Verbrennungseffizienz um 5 % höher.
2. Die Notwendigkeit einer weiteren Bearbeitung aufgrund von Prozessgrenzen
1. Die Rauheit der Oberfläche ist höher als normal.
Häufige Orte: die Kontaktfläche der tragenden Struktur, die überhängende Fläche und eine große Ebene. Die Kontaktfläche der Stützstruktur einer 3D-gedruckten Hüftpfanne aus Titanlegierung weist eine Rauheit von Ra12 μm auf, da Pulver daran haftet. Um den Verschleiß des Knochengewebes zu reduzieren, muss dieses mit einem Schleifband auf Ra1,6 μm geschliffen werden.
Datenunterstützung: Das SLM-Verfahren druckt eine Inconel 718-Legierung mit einer Rauheit von Ra8–15 μm auf die Oberfläche. Nach dem Fräsen wird diese Rauheit auf Ra0,8–1,6 μm reduziert und die Ermüdungslebensdauer um das Dreifache verlängert.
2. Unzureichende Maßgenauigkeit
Wichtige Maße sind die Apertur, die Schlitzbreite, der Stufenhöhenunterschied usw. Beispielsweise hat ein bestimmter Typ einer Turbinenschaufel-Zapfennut eine Breitentoleranz von ± 0,05 mm, aber nach dem 3D-Druck beträgt die Abweichung ± 0,2 mm, was durch Drahtschneiden (WEDM) behoben werden muss.
Bei den Leitschaufeln von Gasturbinen von Siemens Energy werden 3D-Druck und Fünf-{1}Achsen-Verbindungsfrästechnologie eingesetzt, um die Dickenabweichung der Schaufelform unter ± 0,05 mm zu halten, was die Luftströmungseffizienz um 2 % verbessert.
3. Mängel im Inneren beheben
Es gibt verschiedene Arten von Mängeln, wie z. B. Porosität, mangelnde Verschmelzung, Risse usw. Wenn beispielsweise eine Röntgenuntersuchung schwerwiegendere Fehler als normal in wichtigen tragenden Teilen von Luftfahrtstrukturen zeigt, müssen diese durch Bohren, Schweißen und maschinelle Bearbeitung behoben werden. Nach der Beseitigung von Fehlern durch lokales Fräsen wird der 3D-gedruckte Abschnitt des Außenzylinders des Fahrwerks eines bestimmten Flugzeugtyps durch Elektronenstrahlschweißen fixiert. Durch die Wärmebehandlung werden dann jegliche Restspannungen beseitigt.
3, Beispiele dafür, wie die Branche genutzt wird und wie sie im wirklichen Leben genutzt wird
1. Der Bereich Luft- und Raumfahrt
Teile des Motors: Rolls Royce UltraFan ® Der Motorlüfterrahmen besteht aus einer 3D--gedruckten Titanlegierung und verfügt über Installationslöcher, die gebohrt werden müssen, um sicherzustellen, dass sie mit den Lagern übereinstimmen. Dadurch werden die Vibrationswerte um 40 % gesenkt.
Satellitenstrukturkomponenten: 3D--gedruckte Aluminiumlegierungsteile einer bestimmten Art von Satellitenhalterung. Die Stützrückstände wurden durch CNC-Bearbeitung entfernt, wodurch die Teile 15 % leichter wurden und gleichzeitig die Standards für Vakuumversiegelung in Weltraumqualität erfüllten.
2. Implantate für medizinische Zwecke
Personalisiertes Gelenk: Um eine Glätte von Ra0,2 μm auf der Femurkondylenoberfläche des 3D-gedruckten Kniegelenkimplantats von Johnson & Johnson DePuy Synthes zu erhalten, muss die Oberfläche mit äußerster Präzision geschliffen werden. Dadurch verschleißt der Knochenzement weniger schnell.
Zahnimplantate: Die 3D-gedruckten Implantate aus Titanlegierung von Nobel Biocare müssen mikrogefräst werden, um Pulver zu entfernen, das am Gewindegrund haftet. Dadurch sind sie zunächst 25 % stabiler.
3. Werkzeuge für Energie
Kernkraftventile: Die von der China National Nuclear Corporation hergestellten Ventile aus einer Nickellegierung- müssen mit einem Laser beschichtet und geschliffen werden, damit sie bei einer hohen Temperatur von 650 Grad nicht auslaufen. Sie halten doppelt so lange wie normale Gussteile.
Bipolarplatte für Brennstoffzellen: Die 3D-gedruckte Bipolarplatte aus rostfreiem Stahl für die Brennstoffzelle des Toyota Mirai erfordert chemisches Ätzen und Polieren des Strömungskanals, um den Kontaktwiderstand von 10 m Ω·cm² auf 1 m Ω·cm² zu senken. Dadurch wird das System um 8 % effizienter.