Од брушења до завршне обраде: решења за накнадну обраду за производњу додатака

3Д одштампани метални делови имају мало оптерећења након завршне обраде, а брушење може бити ефикасно решење за коначна одступања.

Распрострањена употреба додатне опреме на ваздухопловном и медицинском тржишту довела је до све већих захтева на површинама готових компонената за повишење притиска како би се задовољили захтеви крајње употребе. Процесом додавања производе се компоненте близу коначног облика, што значајно смањује потребу за завршном завршном обрадом. Кроз производњу додатака материјала, стопе отпада материјала могу се смањити како би се олакшао целокупан производни процес, али то такође значи да следећи процеси дораде захтевају строже технике обраде и доследност. Због тога је важно осигурати доследност у накнадној обради како би се задовољиле толеранције компонената и захтеви за квалитет површине. Брушење може бити још једна ефикасна опција за производњу додавача у применама где су толеранције и површине захтевнији. Брушење резултира бољим квалитетом и интегритетом површине од осталих конвенционалних процеса уклањања материјала. Да бисте сазнали више о завршној обради додатака, посебно када се примењују на компоненте високе легуре на бази никла у ваздухопловној индустрији, Нортон. Инжењери компаније Саинт-Гобаин пречистили су узорак Инцонел 718 направљен од додатака. Студија се фокусирала на три питања: Која је минимална количина / запремина материјала који треба носити од компонената направљених од сабирача? Какву површинску обраду можете постићи брушењем компонената направљених од појачивача помоћу најновијих генерација брусних плоча? Треће, какав је ефекат финог брушења на површински заостали напон (ако постоји) компонената за производњу арматуре?

Узорке АМ ИН718 произведене поступком директног ласерског синтеровања метала (ДМЛС) пружа Стратасис Дирецт Мануфацтуринг. Слика 1 приказује тест узорак за производњу додатка. Након производње додатка, узорак се минира средством и уклања стрес. Након тога следи термичка изостација, чврст растворљив третман / одпаљење и очвршћавање од падавина. Тврдоћа узорка је 40 ХРЦ. Затим користите Нортон. Магеле МФП-125.50.65 Центра за технологију брушења Саинт-Гобаин Хиггинс с прекидима меље узорке са брусног точка Нортон НККС60Е24ВТКС2 на машини за млевење.

Прво, постепено повећавајте дубину сечења, брушењем неколико подручја, одредите минималну количину материјала за уклањање, површину додатка за обраду. Затим се брушење врши на одређеној дубини сечења, а затим се на површини проверава да ли постоје очигледни недостаци. На слици 4 приказана је слика узорка након чишћења компонената током експеримента. Према експерименталним резултатима, да би се елиминисале све геометријске непроменљивости и површински недостаци који настају процесом додавања, материјали са склопа морају се уклонити са приближно 0,30 до 0,45 мм.

Овај тест користи дужину брушења од 50,8 мм, пречник брусног точка од 462 мм и радну брзину од 23 м / с. Тестирано је укупно пет брзина уклањања материјала (МРР) у опсегу од 0,1 мм3 / сек. / Мм до 3,9 мм3 / сек. / Мм. Подесите брзину уклањања материјала променом брзине попуштања (мм / мин) или дубине сечења (мм). Тестирано је вишеструко уклањање материјала како би се проценио ефекат ниских и средњих стопа уклањања материјала на површинску обраду и капацитет брушења. Иако се легуре на бази никла (нпр. Инцонел 718) могу млети савременим инжењерским абразивним средствима са великом брзином уклањања, студија је изабрала нижу стопу уклањања материјала на основу тренутне стандардне стопе завршне обраде за завршну обраду стандардних Инцонел радних делова у индустрији. У случају стандардног (не-адидерског) брушења радног дела, очекивани резултат је да ће се повећањем брзине уклањања материјала и повећањем снаге млевења површина површине (Ра) брусног предмета повећати или ће површина постати грубље.

Пре и после брушења, површинска обрада радног предмета мери се помоћу система Федерал Цонтацт Профилер Систем 5000, који укључује више положаја и два смера на радном предмету. Поред тога, бесконтактна мерења површине профила профила врше се на неколико локација.

Пре брушења, процењена је површинска обрада материјала од додавача и утврђено је да постоје велике разлике у завршној обради у различитим смеровима мерења. Просечна завршна обрада била је 3,3 микрона Ра при вертикалном мерењу и 2,1 мРа при хоризонталном мерењу. Ова значајна разлика се не јавља код мерења стандардних материјала у стању ливеног стања Инцонел 718. Чини се да је ова разлика повезана са 3Д методама производње, али тачан узрок још није познат.

Конвенционални метод мерења завршне обраде површине након брушења помоћу контактног профила мора бити окомит на линију брушења, а не паралелан линији брушења. У овој студији површинска обрада је измерена у два правца паралелно линији млевења и окомито на линију брушења. Измерени резултати након брушења се затим упоређују са уздужним и бочним мерењима пре брушења.

Поента је у томе што приликом мерења површине након млевења у правцу окомитом на линију млевења игла прелази врхове и корита линије млевења. Приликом мерења у паралелном смеру, игла се креће паралелно са линијом млевења и никада не прелази врх и долину. Стога, што није изненађујуће, у овој студији (вертикално измерена површина грубе површине) вертикално мерена била је знатно виша од оне паралелно измерене.

Након процене површинске завршне обраде материјала произведеног од материјала пре и после брушења, утврђено је да постоје значајне разлике у завршној обради у различитим смеровима мерења. У овој студији мерење површинске обраде вршено је паралелно са линијом млевења и окомито на линију брушења, а резултати су се заиста значајно разликовали. Када се мери у паралелном смеру, просечна обрада површине пре брушења је 3,3? МРа и 0,21? Ма након брушења. При вертикалном мерењу, просечна завршна обрада површине је 2,1? МРа пре брушења и 0,5? МРа након брушења.

Поред тога, узорци додатака анализирани су помоћу Тхеановеа 3Д површинског профила и хроматријске технологије белог светла како би се визуелизовале карактеристике површине. У овом тесту, након пријема производног узорка додатка, врши се пескирање медија стакленим медијем, уклањајући подигнути део површине. Линије које се могу видети на површини након млевења су оне које су преостале током брушења. Точкови или други полирани производи, попут инжењерске брусне траке, могу се користити за даље смањивање површинских линија и стварање изузетно финих површина, под условом да је то пресудно за перформансе и квалитет компонената.

Да би се даље разумели ефекти млевења на укупни интегритет површине узорака ам ИН718, извршена су мерења заосталог површинског напрезања након пријема и брушења узорака помоћу уређаја за микро-дифракцију Брукер-АКСС Д8 Дисцовер. Упоређивањем мерења 6 различитих положаја истог узорка у оба стања, утврђено је да је заостало напрезање блиске површине негативно / постоји компресија у оба услова. Ова ситуација се углавном дешава на компоненти након финог млевења, а њен заостали заостали напон на површини је стисљив, што може одложити ширење површинских пукотина и побољшати животни век од замора.

Током периода испитивања, снага млевења је мерена према степену уклањања 5 материјала. Како се стопа уклањања материјала повећава, тако се повећава и снага млевења. Ово понашање постоји у већини поступака брушења. При минималној брзини од 0,1 мм3 / сец. / Мм, вршна снага током млевења је 1,4кВ. При максималној брзини уклањања материјала од 3,9 мм3 / сец. / Мм, снага млевења је 10,8кВ.

Резултати ове студије показују да фино брушење легура на бази никла направљених од додавача (нпр. Инцонел 718) може смањити храпавост површине за скоро 94% (паралелно са линијама за млевење) или 34% (окомито на линије за млевење). На захтев се могу добити ултрафине површине помоћу брусних плоча или других производа за полирање са фином абразивном гранулацијом, као што су инжењерске траке за брушење. Поред тога, резултати показују да је за побољшање финоће површине потребно уклонити 0,30 до 0,45 мм материјала са компонената и уклонити све геометријске неупадљивости повезане са 3Д производним процесом. Минималне стопе уклањања су кључне информације за произвођаче материјала, јер они настоје да максимализују скоро мрежни облик компонената за производњу материјала на најисплативији могући начин. Поред тога, подаци о заосталом напрезању показују да је површинско напрезање након брушења компресибилно и да може одложити ширење површинских пукотина, продужујући тако животни век замора произведених компонената.