Определение момента, когда нить

3 февраля 2023 г.

Поделитесь в своей сети:

Рис. 1. Три этапа обработки MEX и MIM (Из статьи «Аддитивное производство металлической нити: когда оно может заменить литье металла под давлением», авторы А. Кварто и К. Джардини, опубликовано в журнале «Прогресс в аддитивном производстве», 21 сентября 2022 г., 10 стр.). )

В последние годы произошел ряд достижений в технологиях аддитивного производства металлов, что сделало их привлекательной альтернативой как субтрактивным производственным процессам, так и процессам получения чистой или почти чистой формы, таким как порошковая металлургия и литье металлов под давлением. Это особенно актуально для металлических компонентов более высокого уровня сложности, которые могут выиграть от снижения веса и требуют относительно небольшого объема деталей. Хорошо известно, что MIM способна производить изделия очень сложной формы в необходимых объемах с использованием широкого спектра металлов и сплавов для достижения желаемых характеристик и стоимости деталей. Однако MIM считается относительно дорогостоящим с точки зрения энергии и инвестиций в производственное оборудование и инструменты. Конкуренцией MIM является ряд процессов AM для металлов, но многие из них, такие как лазерная сварка порошка в слое порошка (PBF-LB), также потребляют много энергии и часто требуют длительного времени производства и не считаются подходящими для изготовления недорогих деталей. или для больших объемов деталей.

Одним из процессов АМ-металлизации, привлекающим внимание производителей, является экструзия материала (MEX), термин ISO/ASTM для процесса, названного в обзорной статье Metal-ME, из-за его гибкости и потенциала для производства сложных форм с меньшими инвестиционными затратами по сравнению с с МИМ. Недавно MEX был адаптирован для экструзии металлических нитей – например, AISI 316L и 17-4 PH, при этом сырье для нитей содержит 80 мас.% нержавеющей стали и 20 мас.% полимера, что позволяет легко печатать. MEX также имеет общий с MIM этап производственной цепочки, а именно удаление связующих и спекание. Сообщается, что эти два процесса позволяют производить детали сложной геометрии, высокой плотности (98,7% для MEX и 99,2% для MIM) и возможность использования нескольких различных металлов и сплавов.

Чтобы получить больше информации о том, какой из двух процессов имеет лучший коммерческий потенциал, Университет Бергамо, Дальмине, Италия, провел исследование, целью которого было разработать модель затрат для выбранной детали, производимой компаниями MEX и MIM. Модель включала оценку тенденций производственных затрат процессов MEX и MIM, а также исследование того, как эти процессы могут характеризоваться различным поведением в зависимости от объема производства и количества деталей, полученных в рамках одного производственного цикла. Результаты этого исследования были включены в статью «Аддитивное производство металлической нити: когда она может заменить литье металла под давлением», опубликованную в журнале Progress in Additive Manufacturing. Авторы исследования – Мариангела Куарто и Клаудио Джардини – заявили, что, хотя MIM и MEX может быть успешно использован для производства конкретной детали, но необходимо учитывать экономические аспекты, такие как затраты времени, денег и ресурсов (включая энергию), связанных со всей производственной цепочкой. Таким образом, результаты их исследования позволили разработать модель для исследования себестоимости единицы детали, производительности и фиктивного времени (DT). Говорят, что фиктивное время показывает, сколько часов теоретически необходимо для производства одной детали.

Технологическая цепочка двух производственных процессов показана на рис. 1 и включает три стадии. Первый этап в основном включает затраты, связанные со временем, затраченным на проектирование изделия и/или пресс-формы (для MIM) и на определение траектории инструмента/сопла (для MEX). Эти затраты считаются скрытыми (за исключением формы, используемой в МИМ, которая включена в стоимость расходных материалов). Второй этап включает фактическое производство детали до стадии сырой детали, а третий этап опущен в модели затрат, поскольку используется тот же тип материала и одна и та же внешняя компания выполняет удаление связующих и спекание и, следовательно, будет иметь одинаковые расходы.