¿La tecnología de post-procesamiento afectará el ciclo de entrega?

Sin embargo, el tipo de tecnología de pos-procesamiento es un arma de doble-la complejidad y el ciclo.
Hay cuatro tipos de técnicas de pos-procesamiento para la impresión 3D de metal: tratamiento térmico, tratamiento de superficie, mecanizado y prensado isostático en caliente (HIP). Cada uno de estos procedimientos tiene un efecto muy diferente en el ciclo de entrega.

1. Tratamiento térmico: la batalla entre el tiempo y el dinero invertido y la mejora del rendimiento
La principal forma de eliminar la tensión residual y mejorar los materiales es mediante el tratamiento térmico, pero el tiempo que lleva es importante. Por ejemplo, las piezas de aleación de titanio Ti6Al4V deben recocerse a 800-900 grados durante 30-120 minutos. La aleación Inconel 718 de alta-temperatura, por otro lado, requiere pasar por un tratamiento de solución y envejecimiento que dura más de 10 horas. Si la estructura de la pieza es complicada o el espesor de la pared es irregular, es necesario cambiar la curva de temperatura en las piezas para prolongar el tiempo de procesamiento. Cierto proyecto de boquilla de motor de avión demostró que las piezas sin tratamiento térmico solo duraban 2000 ciclos, pero después del tratamiento térmico duraban 13000 ciclos. Sin embargo, el tratamiento térmico añadió un 30% al ciclo de entrega.

2. Tratamiento de superficies: encontrar el equilibrio adecuado entre precisión y velocidad
El objetivo del tratamiento de superficies es mejorar las superficies de las piezas; sin embargo, diferentes procedimientos funcionan a velocidades muy diferentes. El pulido manual depende de la habilidad del operador y puede llevar horas procesar cada pieza, con poca repetibilidad; El ritmo del proceso de arenado es rápido, sin embargo no es fácil llegar a estructuras internas complicadas; El pulido químico puede alcanzar el nivel micrométrico de precisión disolviendo cosas en paralelo, pero la concentración de la solución y el tiempo que tarda la reacción deben controlarse con mucho cuidado. Una determinada empresa de implantes médicos utiliza el pulido químico para alisar la superficie de una aleación de titanio porosa de 6 a 12 μm a 0,2 a 1 μm; sin embargo, aún se necesitan entre 1 y 2 horas para tratar una sola pieza.

3. Mecanizado: La "trampa del tiempo" de la compensación de precisión
Las piezas metálicas impresas en 3D a menudo necesitan mecanizado para corregir errores dimensionales, pero es difícil procesar piezas con estructuras complicadas. Por ejemplo, el diámetro interior del manguito refrigerado por agua-de un automóvil debe mantenerse dentro de ± 0,01 mm. Esto se puede hacer con un fresado de varillaje de cinco-ejes, que tarda de 4 a 6 horas en fabricar una sola pieza. Si las piezas tienen paredes finas o están colgadas, será necesario realizar fijaciones específicas, lo que alargará aún más el tiempo de preparación.

4. Prensado isostático en caliente (HIP): el "coste de tiempo" de un gran salto en el rendimiento
HIP es un paso importante para eliminar los poros internos y hacer las cosas más densas, pero cuesta mucho dinero y lleva mucho tiempo. Para un determinado proyecto de boquilla aeroespacial, el tratamiento HIP debe realizarse a una presión de 100 MPa y una temperatura de 1200 grados durante 4 horas, con la temperatura subiendo y bajando, lo que significa que cada ciclo de procesamiento dura 12 horas. HIP hace que las piezas duren seis veces más, pero también hace que las entregas demoren un 50% más.

2. Control de parámetros del proceso: encontrar el equilibrio adecuado entre precisión y ciclo
La clave para acortar el ciclo de entrega es tener un control exacto sobre los parámetros del proceso pos-procesamiento. Por ejemplo, si la desviación del control de temperatura en el tratamiento térmico es superior a ± 10 grados, podría provocar que los componentes se vuelvan más gruesos o no liberen suficiente tensión, lo que significaría que sería necesario rehacerlos. Una empresa ha instalado un sistema avanzado de gestión de temperatura que mantiene la temperatura del tratamiento térmico dentro de ± 5 grados. Esto reduce el tiempo de procesamiento de cada pieza en un 20%.

Cuando se trata de tratamiento de superficies, la concentración de la solución de pulido químico debe cambiarse según el material y la rugosidad de la superficie de las piezas. Al crear una base de datos de procesos, una empresa médica pudo optimizar la concentración de la solución de pulido químico entre un 15 % y un 20 %. Esto redujo el tiempo de procesamiento de un solo artículo de 2 horas a 1 hora y mantuvo la rugosidad de la superficie por debajo de 0,4 μm.

En el mecanizado, qué tan bien funciona la programación del control numérico tiene un efecto directo en el ciclo de mecanizado. Una determinada empresa que fabrica piezas de automóviles ha implementado un sistema de programación asistido por IA-. Esto reduce el tiempo de programación de 4 horas a 1 hora y el tiempo de procesamiento de una sola pieza de 6 horas a 4 horas.

3, Eficiencia del equipo y del personal: el "soporte subyacente" del ciclo de entrega
El ciclo de entrega se ve afectado por el rendimiento del equipo de pos-procesamiento y el nivel de competencia de los operadores. Por ejemplo, los equipos HIP típicos solo pueden calentar y enfriar a una velocidad de 50 grados/hora, pero los equipos HIP modernos de calentamiento rápido pueden hacerlo a una velocidad de 200 grados/hora. Esto reduce el tiempo de procesamiento de una sola pieza en un 60%. Después de que cierta compañía de aviones adquirió equipos HIP de calentamiento rápido, su capacidad de procesamiento anual pasó de 500 piezas a 1500 piezas y el tiempo de entrega se redujo en un 40%.

Cuando se trata de habilidades interpersonales, los operadores talentosos pueden reducir el tiempo no-de procesamiento haciendo que el proceso sea más eficiente. Por ejemplo, un taller de mecanizado enseñó a los operadores cómo utilizar la tecnología de "mecanizado integrado multiproceso", que combinaba piezas que antes necesitaban tres procesos en uno, reduciendo el tiempo que llevaba procesar un artículo de 8 a 5 horas.

4, Práctica de la industria: un caso modelo para mejorar los ciclos de entrega
En la industria aeroespacial, una empresa utiliza una línea de fabricación integrada que incluye "impresión, tratamiento térmico, HIP y mecanizado". Utilizan la simulación de procesos para mejorar la configuración del tratamiento térmico y reducir el tiempo de entrega de 30 a 18 días. El tiempo de tratamiento térmico se redujo de 12 horas a 8 horas y el tiempo de HIP se redujo de 12 horas a 7 horas.
Cierta empresa ortopédica del área médica ha ideado una manera de combinar "pulido químico" y "mecanizado" para alisar los implantes porosos de aleación de titanio, pasando de 6 a 12 m a 0,2 a 1 m. Las máquinas pulidoras automáticas han reducido el tiempo necesario para procesar cada pieza de 2 horas a 0,5 horas y el ciclo de entrega se ha reducido en un 60%.
En la industria del automóvil, una empresa ha desarrollado un sistema de programación asistido por IA-con equipos de fresado de varillaje de cinco-ejes. Esto ha reducido el ciclo de mecanizado de camisas-enfriadas por agua para automóviles de seis horas a tres. Todo el ciclo de entrega se ha reducido de 15 días a 9 días debido al rápido-equipo HIP de calentamiento.