सटीक सतहों को उत्पन्न करने के लिए कई 3D मुद्रित धातु भागों को मशीनीकृत करने की आवश्यकता होती है।हालांकि, 3डी प्रिंटेड हिस्से अक्सर जटिल ज्यामितीय आकृतियों वाले हल्के हिस्से होते हैं, जो बाद के मशीनिंग के लिए चुनौतियां लाता है।3 डी प्रिंटिंग भागों की मशीनिंग करते समय, यह विचार करना आवश्यक है कि क्या 3 डी प्रिंटिंग की कठोरता मशीनिंग की आवश्यकताओं को पूरा करती है, इन 3 डी प्रिंटिंग भागों को जटिल संरचनाओं और समस्याओं की एक श्रृंखला के साथ कैसे जकड़ें।हमने एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग विशेषज्ञों द्वारा साझा किए गए एक मामले के माध्यम से 3 डी प्रिंटेड धातु भागों की मशीनिंग में चुनौतियों और समाधानों पर चर्चा की।
3डी प्रिंटिंग एक लचीली तकनीक है जिसमें डिजाइन पर कुछ बाधाएं होती हैं।3डी प्रिंटिंग तकनीक की मदद से, डिजाइनर कुछ जटिल डिजाइन योजनाओं को महसूस कर सकते हैं, जैसे कि हल्के ढांचे और एकीकृत कार्यों के साथ एकीकृत संरचनाएं।हालांकि, एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग टेक्नोलॉजी के इन फायदों को कभी-कभी बाद की मशीनिंग से उत्पन्न होने वाली चुनौतियों को ध्यान में रखते हुए कमजोर कर दिया जाता है।यदि बाद के मशीनिंग में आने वाली चुनौतियों को प्रारंभिक डिजाइन और एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग पार्ट्स के निर्माण में पूरी तरह से ध्यान में नहीं रखा जाता है, तो पार्ट प्रोसेसिंग विफलता के कारण नुकसान हो सकता है।
3 डी प्रिंटेड भागों को आमतौर पर सटीक गोल छेद और चिकनी और सपाट सतहों को प्राप्त करने के लिए मशीनीकृत करने की आवश्यकता होती है, और फिर अन्य भागों के साथ इकट्ठा किया जाता है।हालांकि, 3 डी प्रिंटिंग भागों की जटिल हल्की संरचना कभी-कभी अपर्याप्त कठोरता के कारण प्रसंस्करण प्रक्रिया के अनुकूल नहीं हो पाती है।इसके अलावा, जटिल संरचना वर्कपीस को सुरक्षित रूप से जकड़ने की कठिनाई को भी बढ़ाती है।
परिष्करण की चुनौतियां
1. क्या मशीनिंग के दौरान उठाए गए भार को पूरा करने के लिए 3 डी मुद्रित भागों की कठोरता पर्याप्त है?क्या उपकरण से भाग विचलित हो जाता है और कंपन उत्पन्न करता है, जिससे उपकरण कंपन करता है और खराब मशीनिंग प्रभाव की ओर जाता है?यदि 3D प्रिंटिंग भागों की कठोरता मशीनिंग की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए पर्याप्त नहीं है, तो इन समस्याओं को हल करने के लिए किन समाधानों का उपयोग किया जा सकता है?
2. यदि कठोरता की समस्या हल हो जाती है, तो अगली चुनौती यह है कि मशीन टूल को कैसे संरेखित किया जाए।मुद्रण के दौरान 3D मुद्रित भागों में कुछ विकृति हो सकती है, और स्पष्ट डेटा की कमी हो सकती है, जिसका अर्थ है कि 3D मुद्रित भागों को मशीनिंग करते समय, पहले भागों के "अच्छे" भाग को खोजना आवश्यक है।भाग का इष्टतम 5-अक्ष संरेखण प्राप्त करना बहुत महत्वपूर्ण है।
रेनिशॉ ने मेटल 3डी प्रिंटेड माइक्रोवेव गाइड रॉड के माध्यम से 3डी प्रिंटेड पुर्जों की फिनिशिंग में आने वाली चुनौतियों और समाधानों का पता लगाया।मशीनिंग से पहले की तैयारी से लेकर भागों के अंतिम परिष्करण तक, कुल 9 चरण होते हैं।
बायां आंकड़ा पारंपरिक डिजाइन विचारों और निर्माण विधियों के साथ निर्मित गाइड रॉड को दिखाता है, जिसे कई हिस्सों से इकट्ठा किया जाता है;सही आंकड़ा 3डी प्रिंटेड गाइड रॉड दिखाता है, जो एक एकीकृत हिस्सा है।मूल भाग की तुलना में इसका वजन आधे से कम हो जाता है।यह दूरसंचार उपग्रहों के लिए डिज़ाइन किया गया एक हिस्सा है।इस भाग के लिए मुख्य प्रदर्शन आवश्यकताएं हल्की हैं, माइक्रोवेव ट्रांसमिशन दक्षता में सुधार, और उपग्रह पेलोड के लिए इस हिस्से की अंतरिक्ष आवश्यकताओं को कम करना।
समाधान
चरण 1: वांछित काटने की शक्ति स्थापित करें
सबसे पहले, मूल्यांकन करें कि क्या 3D प्रिंटिंग भागों में प्रयोगों के माध्यम से मशीनिंग द्वारा आवश्यक पर्याप्त कठोरता है।
डायनेमो डेटा बार-बार लोड दिखाता है, और यह देखा जा सकता है कि शिखर बल मध्य मान से लगभग दोगुना है।आप यह देखने के लिए अलग-अलग गहराई पर काटने की कोशिश कर सकते हैं कि यह भाग पर भार को कैसे प्रभावित करता है।
चरण 2: काटने के बल का अनुकरण करें
सिमुलेशन प्रक्रिया के माध्यम से, यह पाया जाता है कि भाग के मुक्त छोर के आसपास निकला हुआ किनारा प्रसंस्करण स्पष्ट विक्षेपण (150 μ मीटर से अधिक) का कारण बनता है, और परिमित तत्व विश्लेषण भी स्पष्ट विकृति दिखाता है, जिससे असमान कटाई हो सकती है।
चरण 3: प्रारंभिक काटने का परीक्षण
यदि उपरोक्त शर्तों के तहत मशीनिंग की जाती है, तो पुर्जे उपकरण और पलटाव से विचलित हो जाएंगे, जिसके परिणामस्वरूप सतह कंपन, उपकरण कंपन और अन्य समस्याएं होंगी।इन समस्याओं का परिणाम खराब सतह खत्म है।
इन समस्याओं को हल करने का तरीका काटने की प्रक्रिया में भागों की कठोरता में सुधार करना है।कठोरता में सुधार करने के लिए दो चरण हैं, एक 3 डी प्रिंटिंग भागों के डिजाइन को समायोजित करना है, और दूसरा मशीनिंग के दौरान क्लैंपिंग मोड को बदलना है।सबसे पहले, आइए समझते हैं कि डिज़ाइन को समायोजित करके इन समस्याओं को कैसे हल किया जाए।
चरण 4: 3D प्रिंटिंग भागों के डिज़ाइन को बदलकर मशीनिंग की चुनौती का सामना करें
3डी प्रिंटेड पुर्जों के डिज़ाइन को बदलने का लक्ष्य पुर्जों को अधिक कठोर बनाना है।इस मामले में, डिजाइनर ने कटिंग टेस्ट में देखे गए दोषों को कम करने के लिए भागों के दोनों सिरों पर घटकों को जोड़ने वाली एक समर्थन संरचना को जोड़ा।
या दो अंत घटकों के बीच एक कनेक्टेड ट्रस संरचना जोड़ें, जो अधिक जटिल है।डिजाइन योजना को समायोजित करके कठोरता में सुधार का नुकसान यह है कि यह भागों के कब्जे वाले मात्रा को बढ़ाता है, जो अन्य घटकों के कब्जे वाले स्थान को प्रभावित कर सकता है और डिजाइन की समग्र दक्षता को कम कर सकता है।एक और उल्लेखनीय समस्या यह है कि पारंपरिक वर्कपीस क्लैंपिंग मोड में, समायोजन और डिजाइन के बाद के हिस्से अक्सर मशीनिंग आवश्यकताओं को पूरा करने में असमर्थ होते हैं, इसलिए भागों के क्लैम्पिंग मोड पर पुनर्विचार करना आवश्यक है।
चरण 5: भागों की क्लैंपिंग विधि पर पुनर्विचार करें
इस मामले में, री क्लैम्पिंग विधि का विशिष्ट समाधान 3 डी प्रिंटिंग भाग के लिए एक अनुकूलित स्थिरता डिजाइन करना है, और सीधे 3 डी प्रिंटिंग उपकरण के साथ अनुकूलित स्थिरता का निर्माण करना, भाग विरूपण और सतह क्षति के जोखिम को कम करना, 3 डी प्रिंटिंग बनाना प्रसंस्करण सुविधाओं के करीब, विक्षेपण और कंपन को कम करना।
चरण 6: मॉडलिंग अनुकूलित स्थिरता
स्थिरता में 3 डी मुद्रित भागों के परिमित तत्व विश्लेषण के दौरान, डिजाइनर ने पाया कि भाग में "सीधी" संरचना को बेहतर ढंग से क्लैंप करके कठोरता में और सुधार किया जा सकता है।
चरण 7: मशीनिंग तैयारी
3डी प्रिंटिंग पुर्जों के डिजाइन समायोजन और अनुकूलित जुड़नार के डिजाइन और निर्माण को पूरा करने के बाद, हम मशीनिंग की तैयारी के चरण में प्रवेश कर सकते हैं।
आंकड़ा बाद के प्रसंस्करण के लिए 5-अक्ष संरेखण उत्पन्न करने के लिए लचीले गेज पर मापा गया टोपोलॉजी अनुकूलित 3 डी प्रिंटिंग भाग दिखाता है।
इस प्रक्रिया में, त्रुटियाँ तब होती हैं जब यांत्रिक शाफ्ट की रैखिक और घूर्णी गति सटीक भागों के निर्माण के लिए आवश्यक सहनशीलता से अधिक हो जाती है।इस मामले में, इंजीनियर ने इन समस्याओं की पहचान और निगरानी के लिए रेनिशॉ कॉन्टैक्ट प्रोब और मीटरिंग सॉफ्टवेयर एनसी चेकर का इस्तेमाल किया।
चरण 8: भाग सेटअप
पारंपरिक मशीनिंग में, डेटम प्लेन अक्सर पहले बनाए जाते हैं, और फिर इन सुविधाओं का उपयोग बाद के मशीनिंग संचालन के लिए भागों को संरेखित करने और स्थिति देने के लिए किया जाता है।हालांकि, इस मामले में 3डी प्रिंटिंग भाग के लिए, पारंपरिक पद्धति का पालन नहीं किया गया था, क्योंकि अन्य सभी सतहों को उत्पन्न करने के बाद अंतिम मशीनिंग ऑपरेशन में सटीक डेटा को जोड़ा जाना चाहिए।
3 डी प्रिंटिंग पार्ट सेटिंग की चुनौती इसे भाग के वास्तविक आकार के अनुसार सेट करना है, जिसमें उन सभी क्षेत्रों में भाग की भौतिक स्थिति को समझना शामिल है जहां मशीनिंग भत्ता, भाग विरूपण को ध्यान में रखते हुए सटीक सुविधाओं को काटने की योजना है। और अन्य कारक।इस मामले में, डिजाइनर लगातार और कुशल काटने की अनुमति देने के लिए इन सभी स्थानों पर पर्याप्त सामग्री छोड़ना चाहता है।इस चरण में, जांच और मीटरिंग सॉफ़्टवेयर का उपयोग अभी भी परिष्करण की "सर्वश्रेष्ठ फिट" सेटिंग को खोजने के लिए किया जा सकता है।
फिनिशिंग के लिए 3डी प्रिंटेड पार्ट सेट करने का दूसरा तरीका है शॉप प्रोग्रामेबल स्पेसिफिकेशंस का इस्तेमाल करके पार्ट को नापना और अलाइनमेंट करना।यह विधि बड़े बैच अनुप्रयोगों के लिए अधिक उपयुक्त है।
चरण 9: मशीनिंग
उपरोक्त 8 चरणों की तैयारी के माध्यम से, प्राप्त घटकों में सहिष्णुता सीमा के भीतर महत्वपूर्ण आयाम होते हैं और अच्छी सतह खत्म होती है।शुरुआती काटने के परीक्षणों की तुलना में, उपकरण कंपन और पहनने में काफी कमी आई है।
मशीनिंग आमतौर पर धातु 3 डी प्रिंटिंग प्रक्रिया श्रृंखला का एक हिस्सा है, जो उड़ान और जोखिम के साथ एक प्रक्रिया भी है।यदि मशीनिंग विफल हो जाती है, तो एक मूल्यवान 3D प्रिंटिंग भाग को समाप्त कर दिया जाएगा।यदि मशीनिंग में आने वाली चुनौतियों पर 3डी प्रिंटेड भागों को डिजाइन करने की शुरुआत में विचार किया जा सकता है, तो यह विफलता के जोखिम को कम करने में मदद करेगा।
