Quais peças geralmente requerem usinagem secundária?

一, Necessidades secundárias de usinagem que vêm de funções essenciais
1. A superfície de vedação e a superfície de contato
Superfície de vedação: a superfície de vedação deve ser capaz de lidar com fluidos de alta-pressão (como óleo e gás hidráulico) em locais como corpos de válvulas hidráulicas e câmaras de combustão de turbinas a gás. Para estancar vazamentos, a rugosidade da superfície deve ser mantida abaixo de Ra0,4 μm. Por exemplo, a superfície de vedação do corpo da válvula de liga de titânio-impressa em 3D de uma bomba de combustível de motor de aeronave precisa de corte CNC para se livrar das partículas de pó não derretidas, para que ela se encaixe bem no anel de vedação de borracha.
Para obter a precisão do nível IT5-IT6, as superfícies correspondentes, como superfícies de engrenamento de engrenagens, orifícios de montagem de rolamentos e assim por diante, precisam ser retificadas ou afiadas. Após a impressão 3D de um certo tipo de engrenagem planetária redutora, a rugosidade da superfície do dente vai de Ra6,3 μm para Ra0,8 μm, e o ruído diminui em 15dB graças ao torneamento e retificação severos.
2. Sistema de roscas e furos
Rosca: As roscas impressas em 3D geralmente apresentam perfis de dentes incompletos devido à adesão do pó, portanto, precisam ser rosqueadas ou enroladas. Por exemplo, após a impressão 3D, as roscas dos parafusos ósseos em implantes médicos precisam ser fixadas com uma torneira para garantir que se encaixem perfeitamente no tecido ósseo.
Sistema de furos: Para garantir que os furos profundos e os furos que se cruzam sejam coaxiais, eles precisam ser furados e escareados. Por exemplo, os orifícios de resfriamento no disco da turbina de um motor de aviação são controlados com precisão de ± 0,02 mm do desvio de abertura usando uma combinação de tecnologias de impressão 3D e usinagem por descarga elétrica (EDM).
3. Canais para luz e fluidos
O polimento de superfícies ópticas, como refletores de laser e janelas infravermelhas, com uma precisão de superfície de λ/10 (comprimento de onda de 632,8 nm) requer ultra-precisão. Por exemplo, um certo tipo de suporte óptico de satélite é feito por impressão 3D e, em seguida, usando polimento magneto-reológico para eliminar ondulações superficiais, de modo que atenda às necessidades dos sistemas ópticos espaciais.
O polimento eletroquímico (ECP) é necessário para eliminar rebarbas nas paredes internas dos trocadores de calor microcanais, bicos de combustível e outros canais de fluido. Isso torna o fluxo menos resistente. O bocal de combustível do motor LEAP da GE Aviation, por exemplo, inclui uma rota de fluxo interno-impressa em 3D que foi tratada com ECP. Isto tornou o tamanho das partículas de atomização do combustível 30% menor e a eficiência de combustão 5% maior.
2, A necessidade de usinagem adicional devido aos limites do processo
1. A rugosidade da superfície é maior que o normal.
Lugares comuns: a superfície de contato da estrutura de suporte, a superfície saliente e um grande plano. A superfície de contato da estrutura de suporte de um copo acetabular de liga de titânio-impresso em 3D tem uma rugosidade de Ra12 μm porque o pó adere a ela. Para reduzir o desgaste do tecido ósseo, este precisa ser lixado com uma cinta abrasiva até Ra1,6 μm.
Suporte de dados: O processo SLM imprime liga Inconel 718 com rugosidade de Ra8–15 μm na superfície. Após o fresamento, essa rugosidade é reduzida para Ra0,8–1,6 μm e a vida à fadiga é estendida três vezes.
2. Precisão dimensional insuficiente
Medidas importantes incluem abertura, largura da ranhura, diferença de altura do degrau e assim por diante. Por exemplo, um certo tipo de ranhura de espiga de pá de turbina tem uma tolerância de largura de ± 0,05 mm, mas após a impressão 3D, a variação é de ± 0,2 mm, que deve ser corrigida por corte de fio (WEDM).
No caso das palhetas guia das turbinas a gás da Siemens Energy, a impressão 3D e a tecnologia de fresamento de ligação de cinco eixos são usadas para manter o desvio da espessura do formato da pá abaixo de ± 0,05 mm, o que melhora a eficiência do fluxo de ar em 2%.
3. Reparando defeitos internos
Existem diferentes tipos de defeitos, como porosidade, falta de fusão, rachaduras e assim por diante. Por exemplo, se o exame de raios X-mostra falhas piores que o normal em partes importantes-que suportam carga de estruturas de aviação, elas precisam ser corrigidas por perfuração, soldagem e usinagem. Depois de eliminar as falhas por meio de fresagem local, a seção impressa em 3D do cilindro externo do trem de pouso de um determinado tipo de aeronave é fixada por soldagem por feixe de elétrons. Então, o tratamento térmico elimina qualquer estresse residual.
3, Exemplos de como a indústria é usada e como é usada na vida real
1. O campo aeroespacial
Peças do motor: Rolls Royce UltraFan ® A estrutura do ventilador do motor é feita de uma liga de titânio-impressa em 3D e possui furos de instalação que precisam ser perfurados para garantir que estejam alinhados com os rolamentos. Isto reduz os valores de vibração em 40%.
Componentes estruturais do satélite: peças de liga de alumínio-impressas em 3D de um determinado tipo de suporte de satélite. O resíduo de suporte foi eliminado por meio de usinagem CNC, que tornou as peças 15% mais leves e ainda atendeu aos padrões de vedação a vácuo-de nível espacial.
2. Implantes para uso médico
Articulação personalizada: Para obter uma suavidade Ra0,2 μm na superfície do côndilo femoral do implante de articulação do joelho impresso em 3D da Johnson & Johnson DePuy Synthes, a superfície deve ser retificada com extrema precisão. Isso faz com que o cimento ósseo se desgaste menos rapidamente.
Implantes dentários: os implantes de liga de titânio-impressos em 3D da Nobel Biocare precisam de microfresagem para eliminar o pó que gruda na raiz dos fios. Isso os torna 25% mais estáveis ​​no início.
3. Ferramentas para energia
Válvulas de energia nuclear: as válvulas de liga à base de níquel-fabricadas pela China National Nuclear Corporation precisam de revestimento e retificação a laser para evitar vazamentos em altas temperaturas de 650 graus . Eles duram o dobro das peças fundidas normais.
Placa bipolar de célula de combustível: A placa bipolar-de aço inoxidável impressa em 3D para a célula de combustível Toyota Mirai precisa de ataque químico e polimento do canal de fluxo para diminuir a resistência de contato de 10m Ω· cm ² para 1m Ω· cm ². Isso torna o sistema 8% mais eficiente.