A tecnologia de pós{0}}processamento afetará o ciclo de entrega?

Além disso, o tipo de tecnologia de pós-{0}}processamento é uma faca de dois{1} gumes de complexidade e ciclo.
Existem quatro tipos de técnicas de pós{0}}processamento para impressão 3D de metal: tratamento térmico, tratamento de superfície, usinagem e prensagem isostática a quente (HIP). Cada um desses procedimentos tem um efeito muito diferente no ciclo de entrega.

1. Tratamento térmico: a batalha entre tempo e dinheiro gasto e melhoria de desempenho
A principal maneira de se livrar do estresse residual e melhorar os materiais é por meio do tratamento térmico, mas o tempo que leva é importante. Por exemplo, as peças de liga de titânio Ti6Al4V precisam ser recozidas a 800–900 graus por 30–120 minutos. A liga de alta-temperatura Inconel 718, por outro lado, requer uma solução e tratamento de envelhecimento que leva mais de 10 horas. Se a estrutura da peça for complicada ou a espessura da parede for irregular, é necessário alterar a curva de temperatura nas peças para prolongar o tempo de processamento. Um certo projeto de bico de motor de aeronave demonstrou que peças sem tratamento térmico duravam apenas 2.000 ciclos, mas após tratamento térmico duravam 13.000 ciclos. No entanto, o tratamento térmico adicionou 30% ao ciclo de entrega.

2. Tratamento de superfície: Encontrando o equilíbrio certo entre precisão e velocidade
O objetivo do tratamento de superfície é melhorar a superfície das peças, porém diferentes procedimentos funcionam em velocidades muito diferentes. O polimento manual depende da habilidade do operador, podendo levar horas para processar cada peça, com baixa repetibilidade; O ritmo do processo de jateamento é rápido, porém não é fácil chegar a estruturas internas complicadas; O polimento químico pode atingir o nível de precisão micrométrica dissolvendo coisas em paralelo, mas a concentração da solução e o tempo que leva para a reação devem ser controlados com muito cuidado. O polimento químico é usado por uma determinada empresa de implantes médicos para suavizar a superfície da liga porosa de titânio de 6–12 μm a 0,2–1 μm, no entanto, ainda leva de 1 a 2 horas para tratar uma única peça.

3. Usinagem: A "armadilha do tempo" da compensação de precisão
Peças metálicas impressas em 3D geralmente precisam de usinagem para corrigir erros dimensionais, mas é difícil processar peças com estruturas complicadas. Por exemplo, o diâmetro interno da manga-refrigerada a água de um carro deve ser mantido dentro de ± 0,01 mm. Isso pode ser feito com fresamento articulado de cinco eixos, que leva de 4 a 6 horas para fabricar uma única peça. Caso as peças tenham paredes finas ou fiquem penduradas, será necessário fazer fixações específicas, o que tornará o tempo de preparo ainda maior.

4. Prensagem isostática a quente (HIP): o “custo de tempo” de um grande salto no desempenho
O HIP é um passo importante para eliminar os poros internos e tornar as coisas mais densas, mas custa muito dinheiro e leva muito tempo. Para um determinado projeto de bocal aeroespacial, o tratamento HIP deve ser feito a uma pressão de 100MPa e uma temperatura de 1200 graus durante 4 horas, com a temperatura subindo e descendo, o que significa que cada ciclo de processamento leva 12 horas. O HIP faz com que as peças durem seis vezes mais, mas também faz com que as entregas demorem 50% mais.

2, Controle de parâmetros de processo: encontrar o equilíbrio certo entre precisão e ciclo
A chave para reduzir o ciclo de entrega é ter controle exato sobre os parâmetros do processo de pós{0}}processamento. Por exemplo, se o desvio do controle de temperatura no tratamento térmico for superior a ± 10 graus, isso poderá fazer com que os componentes se tornem mais grosseiros ou não liberem tensão suficiente, o que significaria que eles precisariam ser refeitos. Uma empresa instalou um sistema avançado de gerenciamento de temperatura que mantém a temperatura do tratamento térmico dentro de ± 5 graus. Isso reduz o tempo de processamento de cada peça em 20%.

Quando se trata de tratamento de superfície, a concentração da solução de polimento químico precisa ser alterada de acordo com o material e a rugosidade superficial das peças. Ao criar um banco de dados de processos, uma empresa médica conseguiu otimizar a concentração da solução de polimento químico para 15% a 20%. Isso reduziu o tempo de processamento de um único item de 2 horas para 1 hora e manteve a rugosidade da superfície abaixo de 0,4 μm.

Na usinagem, o bom funcionamento da programação de controle numérico tem um efeito direto no ciclo de usinagem. Um sistema de programação-assistido por IA foi implementado por uma determinada empresa que fabrica peças de automóveis. Isto reduz o tempo de programação de 4 horas para 1 hora e o tempo de processamento de uma única peça de 6 horas para 4 horas.

3, Eficiência de equipamentos e pessoal: o “apoio subjacente” do ciclo de entrega
O ciclo de entrega é afetado pelo desempenho do equipamento de pós{0}}processamento e pelo nível de competência dos operadores. Por exemplo, o equipamento HIP típico só pode aquecer e resfriar a uma taxa de 50 graus/hora, mas o equipamento HIP moderno de aquecimento rápido pode fazê-lo a uma taxa de 200 graus/hora. Isso reduz o tempo de processamento de uma única peça em 60%. Depois que uma determinada empresa aeronáutica adquiriu equipamentos HIP de aquecimento rápido, sua capacidade de processamento anual passou de 500 peças para 1.500 peças, e o tempo de entrega caiu 40%.

Quando se trata de habilidades pessoais, operadores talentosos podem reduzir o tempo de não-processamento, tornando o caminho do processo mais eficiente. Por exemplo, uma oficina de usinagem ensinou aos operadores como usar a tecnologia de “usinagem integrada de múltiplos processos”, que combinava peças que costumavam precisar de três processos em um, reduzindo o tempo necessário para processar um item de 8 para 5 horas.

4, Prática da Indústria: Um Caso Modelo para Melhorar os Ciclos de Entrega
Na indústria aeroespacial, uma empresa utiliza uma linha de produção integrada que inclui “impressão, tratamento térmico, HIP e usinagem”. Eles usam simulação de processo para melhorar as configurações do tratamento térmico e reduzir o prazo de entrega de 30 para 18 dias. O tempo de tratamento térmico foi reduzido de 12 horas para 8 horas, e o tempo de HIP foi reduzido de 12 horas para 7 horas.
Uma certa empresa ortopédica da área médica descobriu uma maneira de combinar “polimento químico” e “usinagem” para tornar os implantes porosos de liga de titânio mais lisos, passando de 6–12 m para 0,2–1 m. As máquinas de polimento automatizadas reduziram o tempo necessário para processar cada peça de 2 horas para 0,5 horas, e o ciclo de entrega foi reduzido em 60%.
Na indústria automobilística, uma empresa desenvolveu um sistema de programação{0}assistido por IA com equipamento de fresamento articulado de cinco-eixos. Isso reduziu o ciclo de usinagem das mangas resfriadas a água-de carros de seis para três horas. Todo o ciclo de entrega foi reduzido de 15 para 9 dias devido ao rápido-aquecimento do equipamento HIP.