• 电话:0311-82898096
    传真:0311-82898096
    邮箱:
    jyzczz@hbjyjt.com
    地址:河北省石家庄市平山县南甸镇敬业工业园区

    联系我们

    在线留言

    微信公众号

    Copyright © 2017 河北敬业增材制造科技有限公司    版权所有

    >
    >
    革新金属3D打印基板的分离工艺,GF加工方案CUT AM 500

    新闻资讯

    革新金属3D打印基板的分离工艺,GF加工方案CUT AM 500

    作者:
    发布时间:
    2020/08/20
    【摘要】:
    自3D打印技术诞生以来,金属3D打印零件与打印基板的分离至今困扰着业界。如图1所示,复杂形状的3D打印零件只有与基板分离后才有真正的使用价值。但是,基板的分离工艺并不像想象中的简单。要充分了解3D打印零件与其基板间的分离细节,我们需要简要地回顾分离工艺的发展史。

    自3D打印技术诞生以来,金属3D打印零件与打印基板的分离至今困扰着业界。如图1所示,复杂形状的3D打印零件只有与基板分离后才有真正的使用价值。但是,基板的分离工艺并不像想象中的简单。要充分了解3D打印零件与其基板间的分离细节,我们需要简要地回顾分离工艺的发展史。

    最初,用带锯机,看上去非常简单。将基板夹持在角铁上,用垂直带锯切下3D打印件。然而,不难发现,这种简单的方法存在许多限制和缺点:

    锯缝 - 锯切的宽度意味着在3D打印过程中,需要增加打印的层数,对于布满许多工件的大型基板,这意味着打印时间将显著增加。

    锯切面精度 - 锯切面的质量和精度难以满足要求,通常为获得干净的表面,需要增加打印层数,也需要费力地进行后续加工,然后才能使工件在分离后,其底面满足质量要求。

    易损的横截面 - 施加在工件上的锯切力大小不可忽略不计,锯切力可能损坏工件和导致其变形,特别是薄壁工件,如图2所示。

    特殊合金工件 – 想要高效率地锯切镍基高温合金和钛合金的3D打印件十分困难。

    因此,由于锯切的诸多缺点,分离工艺很快演进到新型、当前迭代版本的基板切除工艺——线切割…

    改用线切割工艺后,成功避免锯缝问题,但表面质量和横截面损伤等其它问题依然没有解决:

    切割速度 - 与带锯切割速度相比,线切割速度堪称龟速。导致切割速度非常慢的原因之一是线切割工艺通常需要用高压冲液,对于许多3D打印件来说,可能损伤不均匀的横截面,事实上,如图3所示,常常成排地切割独立的工件。

    工件分离的冲击损伤 - 由于需要安装基板,其表面平行于垂直方向的电极丝,被切工件必须在水平方向。工件被切断时,工件落下时常常发生损伤,

    不仅落下的工件可能损伤,工件在切断前受到的弯矩也能在接近最终切断时造成表面变形。

    机床成本 - 由于线切割的Z轴行程必须满足基板要求,通常必须使用大型线切割机床。然而,如今的线切割机床都配很多轴,分离3D打印零件与基板不需要使用其中的部分轴。这意味着对于选用线切割机床进行分离基板的公司,其所购买的机床的部分功能完全浪费。

    如今,GF加工方案的 CUT AM 500闪亮登场!

    作为电火花加工领域的全球领先者,GF加工方案发现了用于3D打印零件分离的原有技术存在的不足,决定开发一款全新、专用于分离3D打印件与基板的机床。开创性、已获专利的CUT AM 500横空出世,该机拥有以下优点:

    *大型加工区:500x500x500mm

    *小切缝:采用0.2mm直径的钼电极丝

    *无切削力:采用专有的EDM/ECM切削工艺

    *可重复使用的电极丝,运丝速度达20m/s

    *无切割面污染

    *高速切割

    *无零件损伤:用水平电极丝和卧式切割工艺

    *操作简单:采用Windows 10 HMI数控系统

    *低运行成本:钼电极丝可循环利用

    *可追溯的工件收集和标识:用于收集和支撑工件的零件收集篮

    *可自动化:兼容System 3R夹具系统

    *增加可工作时间:维护周期达600小时

    现在,我们详细地介绍这些突出优点:

    加工区域大

    500mm立方形加工区,不仅轻松满足大型基板要求,也能满足高大工件的要求。

    切缝小

    采用0.2mm电极丝和高精度的基板找边定位,CUT AM 500用户可以最大限度地减少3D打印件的预留打印层。因此,能显著缩短打印时间。

    无切削力

    由于电极丝与工件之间无物理接触,线切割加工无工件损坏的风险,分离面不仅光滑,而且可与成形工件的进给轴准确找正。

    无切割面污染

    部分医疗器械和航空航天应用不允许切割面存在铜或锌污染,纯铜和镀锌电极丝常常存在该污染。CUT AM 500采用钼电极丝,有效避免该污染。

    高速切割

    CUT AM 500的线切割速度明显优于传统线切割技术,部分情况下,接近带锯的切割速度。达到如高的切割速度是由于使用了多种先进技术:

    高电极丝速度,即电极丝每秒运行20米,切割时电极丝和工件是浸入工作液中的,如图5所示,甚至可以同时切割多个工件。在这样高的速度下,5000米丝轴无法持续使用较长的时间;然而CUT AM 500将电极丝缠绕在另一个丝轴中,然后再反向将电极丝缠绕回原丝轴上,重复使用电极丝。在两个丝轴间来回重复使用电极丝显著降低耗材成本。

    加入专用添加剂增强的水基工作液成为去离子的水基工作液,可以提高“拖动效应”和线切割速度。

    专有的脉冲电源是以IPG Sinker为基础,进行改进设计的脉冲电源,采用EDM/ECM相结合的线切割技术,显著提高线切割速度。该脉冲电源采用双极脉冲技术,几乎可彻底避免钛和其它敏感材质的化学侵蚀。

    无零件损伤

    结合使用水平电极丝,卧式工件分离技术和零件收集篮确保切割安全,不损伤零件,如图6所示。

    操作简单

    在用户友好的HMI控制面板中,只需要输入简单的新万博官网登录(参见图7),就能轻松完成分离任务的编程。

    低运行成本

    CUT AM 500通常使用易于购买和可循环使用的5000米长的钼电极丝,并使用标准的电火花成形加工工作液过滤器。

    可追溯的零件收集和标识

    CUT AM 500含易于调整的零件收集篮,可轻松将其分为多个格位,在零件格位中保存切割后的零件,零件保持其原始位置不变,因此易于进行后续加工和将零件序列化。

    可自动化

    CUT AM 500托盘接收器可兼容System 3R夹具系统,如图8所示,用机器人进行装件和卸件。

    减少停机时间

    CUT AM 500按照600小时的维护周期进行设计。每600小时需要执行以下维护:

    更换电极丝

    更换工作液

    更换工作液过滤器

    更换进线电源的接点

    设计合理的600小时维护周期确保生产不间断,增加工作时间。

    CUT AM 500的操作

    我们已了解了这款全新的开创性机床的基本特点,现在我们看看这款机床如何进行工作!

    第一步将基板/零件一起装入图9的零件隔架上。机床门打开,图中机床的托盘接收器在装件位置,如图10所示。(注意:基板也可以直接装入到机床的工作台上,无需夹头。此外,该机设计为可打开的顶盖,因此可用高架起重机将重型金属打印零件/重型基板吊入机床内。)

    然后,将基板装入托盘接收器中,如图11所示。之后,将零件收集篮安装在零件上方并安装在托盘接收器上,如图12所示。当零件收集篮固定在托盘接收器上后,CUT AM 500的B轴立即开始转动,使零件位于如图13所示的倒立位置。(此处为看到内部情况已拆下收集篮)

    现在,B轴完全转到180度位置,如图14所示。(注意,为看到内部情况,已拆下收集篮)

    工作液槽门关闭,向工作液槽中加入工作液。Z轴带动水平电极丝运动到刚好低于基板表面的位置,电极丝驱动启动,在Y轴伺服控制下进行线切割。线切割的状况如图15所示。(注意,收集筐的设计可使切断分离期间,与电极丝无干涉。)

    当将零件切掉时,零件无损伤地落在收集篮中,如图16所示。完成线切割时,抽出工作液槽中的工作液,工作液槽门打开,运出收集筐。Y轴将电极丝运动到其原位,然后B轴开始转动,返回其原位,如图17所示,这时可以拆下基板进行更换以便下次加工。

    敬业集团子公司敬业增材建立从增材制造原材料(金属粉末)生产,到激光万博matext手机注册修复、3D打印产品、粉末工模具钢生产多条智能制造生产线,是一家集专业研发、生产、销售高端气雾化金属粉末、激光再制造、3D打印服务于一体的全流程增材制造公司,欢迎大家前来洽谈!

    电话0311-82898096、17631108000(王经理)