Благодаря своей ценности для эффективности производства 3D-печать стала ключевым компонентом Индустрии 4.0, также известной как четвертая промышленная революция.
В нескольких проектах используется промышленная 3D-печать для производственной линии, и вместо того, чтобы заменить традиционные производственные добавки, они будут интегрированы с рядом как традиционных, так и других современных производственных технологий.
В сотрудничестве с Даком Бонгом Кимом из Технологического университета Теннесси (TTU) Национальный институт стандартов и технологий (NIST) опубликовал исследование, посвященное трем проблемам готовой к производству 3D-печати металлом.
Предложенная модель может в конечном итоге стать стандартом для металлических деталей, напечатанных на 3D-принтере, и помочь аддитивному производству посредством процесса сертификации, что часто рассматривается как основное препятствие для прогресса.
Решение проблемы повторяемости
В лазерных методах 3D-печати металлом, таких как DMLS и EBM, исследования и разработки доказали способность создавать сложные и уникальные металлические детали.
Однако остаются проблемы с обеспечением того, чтобы это можно было повторить, чтобы клиенты получали идентичные детали от партии к партии.
Прямое лазерное спекание металлов (DMLS). Клип через Concept Laser GmbH на YouTube
Решение NIST и TTU по воспроизводимости заключается в том, чтобы включить больше деталей в процесс 3D-печати металлом. Исследователи проверяют свою гипотезу с помощью трех разных тестов, каждый раз добавляя новые данные.
Базовый тест
В первом примере исследователи разработали сценарий, в котором клиент запрашивает металлическую 3D-печатную деталь у одной компании, обеспечивающей электронно-лучевую плавку (EBM), и другой, обеспечивающей прямое лазерное спекание металла (DMLS)..
Единственными спецификациями в тесте являются.stl файл объекта и используемый материал - сплав титана/алюминия Ti6Al4V.
Полученные 3D-отпечатки показывают несоответствия друг другу, что является следствием того, что поставщики услуг производят детали с использованием разных процессов и планов, например, позиционирование опор, способ разрезания модели и стратегия сканирования, используемая различные 3D-принтеры.
Следующий уровень
Во втором случае информация о поддержке и срезе добавляется в пакет данных вместе с базовым файлом.stl. Клиент также запрашивает одни и те же детали у 3 разных поставщиков 3D-печати EBM.
При параллельном сравнении три артефакта сравнимы по форме, цвету и текстуре, но все еще существуют различия в шероховатости поверхности.
Окончательная форма
В окончательном примере информация о постобработке, планы испытаний и средняя шероховатость поверхности указываются вместе с предыдущим пакетом данных.
Два образца, полученные в этом примере, «показывают наименьшую вариацию из трех предоставленных тематических исследований», доказывая, что «установленные пакеты данных и цифровой поток обеспечивают основу, на которой могут быть построены будущие методологии проверки и соответствия..”
Дальнейшее чтение
За ходом проекта NIST/TTU можно следить на Research Gate. Публикация «На пути к цифровому потоку и пакету данных для аддитивного производства металлов» опубликована в Интернете в первом выпуске журнала «Умные устойчивые производственные системы» в соавторстве с Даком Бонгом Кимом, Полом Уизереллом, Яном Лу и Шоу Фенгом.
Концепцию цифровой нити в 3D-печати также обсудил Раш Ласелль, директор по цифровому производству Jabil. В своей гостевой статье для серии «Будущее 3D-печати» Ласелл привел пример того, как глобальная производственная компания внедряет эту концепцию в программное обеспечение для моделирования, чтобы обеспечить более высокое качество деталей.
Популярное изображение: Напечатанные на 3D-принтере EBM бедро от Arcam. Фото через Arcam.