Zatwierdziłeś prototyp. Geometria została sprawdzona, powierzchnia wygląda akceptowalnie, a pierwsze testy mechaniczne przeszły pomyślnie. Teraz zamówienie ma wkrótce przeskoczyć z kilku sztuk do setek. To moment, w którym wiele zespołów się waha,-zwłaszcza w przypadku tytanowych implantów medycznych. Jedna wada wewnętrzna, która pojawia się tylko w dużych ilościach, może oznaczać złomowanie, opóźnione premiery lub poważne narażenie na regulacje. Prawdziwym pytaniem nie jest już, czyDruk 3D w metalumoże wyprodukować część. Chodzi o to, czy proces jest wystarczająco stabilny, aby wielokrotnie wytwarzać tę samą część na dużą skalę.
Kluczowy punkt: dobry prototyp potwierdza, że projekt działa. Nie dowodzi, że proces jest wystarczająco stabilny, aby można go było powtarzać setki razy bez wad.
Dlaczego-inspekcja przedprodukcyjna ma większe znaczenie w druku 3D z metalu
Obróbkę CNC rozpoczynamy od solidnego, certyfikowanego półfabrykatu. Większość zmian wynika z narzędzi, osprzętu lub programowania. Fuzja w złożu proszkowym buduje materiał warstwa po warstwie. Doprowadzane ciepło, stan proszku, strategia skanowania i naprężenie szczątkowe – wszystkie te czynniki wzajemnie na siebie oddziałują. Niewielkie zmiany w którymkolwiek z nich mogą spowodować porowatość, niepełne stopienie lub zniekształcenie, których pojedynczy prototyp może nie ujawnić.
Przeglądy branżowe dotyczące wytwarzania przyrostowego metali wielokrotnie identyfikują porowatość, naprężenia szczątkowe i odchyłki geometryczne jako problemy powodujące najwięcej problemów podczas przechodzenia od próbki do produkcji. Problemy te często pozostają ukryte, dopóki te same parametry nie zostaną powtórzone w wielu kompilacjach. Tradycyjne, precyzyjne produkty medyczne obrabiane CNC zwykle zaczynają się od jednorodnego pręta lub płyty, dlatego kontrola koncentruje się głównie na wymiarach i powierzchni. W przypadku dodatków do metali integralność samego materiału musi zostać sprawdzona przed uwolnieniem objętości.
Co sprawdzić przed skalowaniem
Skuteczna bramka przedprodukcyjna-zwykle obejmuje sześć poniższych kontroli.
Porównaj-zbudowaną część z CAD za pomocą maszyny współrzędnościowej lub skanu optycznego, koncentrując się na elementach wrażliwych na naprężenia szczątkowe lub rozmieszczenie podpór.
Użyj tomografii komputerowej, aby wykryć porowatość,-brak-stref stopienia i uwięziony proszek -rzadko opcjonalne w przypadku tytanowych implantów medycznych.
Zmierz twarze funkcjonalne. Zdecyduj wcześnie, czy wymagana jest obróbka wtórna lub wykańczająca i czy jest ona już sprawdzona.
Potwierdź, że partia proszku jest zgodna ze specyfikacją i zapisano historię ponownego użycia - Możliwość śledzenia całej partii-po-części w przypadku prac regulowanych.
Kupony testowe wydrukowane w tych samych warunkach - wyniki rozciągania lub kontrole twardości potwierdzają oczekiwane właściwości.
Skompiluj wymiary, certyfikaty materiałowe, parametry procesu i wyniki badań NDT jako odniesienie dla późniejszych partii.
Podsumowując, kontrole te tworzą praktyczną-listę kontrolną kontroli części przed produkcją. Pominięcie któregokolwiek z nich zwiększa ryzyko wykrycia problemów dopiero wtedy, gdy duże zamówienie jest już w trakcie realizacji.
Wady, które zwykle pojawiają się w dużych ilościach
Podczas stapiania w złożu proszkowym wielokrotnie pojawia się kilka problemów:
- Porowatość spowodowana gazem, brak stopienia lub efekt dziurki od klucza
- Wypaczenia i zniekształcenia spowodowane naprężeniami szczątkowymi
- Rozwarstwienie warstw
- Pękanie związane z naprężeniami lub wrażliwością materiału
- Nierówności powierzchni i proszek uwięziony w kanałach
Każde z nich może wyglądać akceptowalnie w dokładnie kontrolowanym prototypie, ale nadal może stać się nie do zaakceptowania, gdy zadanie jest powtarzane z większą głośnością. W szczególności porowatość zmniejsza wydajność zmęczeniową,-właściwość, która ma znaczenie w przypadku implantów i części konstrukcyjnych. Wczesne wykrycie go za pomocą tomografii komputerowej kosztuje znacznie mniej niż radzenie sobie z nim po ukończeniu lub, co gorsza, po wydaniu.
Przykład przypadku: wyłapanie problemu przed 500 jednostkami
Studium przypadku
Klient zajmujący się-wyrobem medycznym przeniósł zestaw tytanowych implantów z prototypu do-przedprodukcji. Wymiary zewnętrzne i wygląd zgodny z rysunkiem. Kontrola tomografii komputerowej wykazała jednak porowatość wewnętrzną powyżej uzgodnionego limitu w przypadku części z tej samej wersji.
Zamiast wypuszczać partię, zespół dostosował parametry skanowania i przeprowadził nowy zestaw walidacyjny. Porowatość spadła do akceptowalnego zakresu, a większe zamówienie odbyło się bez tej samej wady wewnętrznej. Wczesne wykrycie pozwoliło uniknąć złomowania lub przeróbki kilkuset elementów i zapewniło czystość danych walidacyjnych.
Czego szukać u partnera w dziedzinie druku 3D w metalu
Nie każdy sklep oferujący druk 3D w metalu ma głębokość kontroli lub system jakości wymagany w przypadku części regulowanych. Oceniając producenta lub fabrykę druku 3D do metalu, skup się na kilku konkretnych punktach:
Kompetentny partner omówi te kwestie w sposób szczegółowy. W przypadku prac medycznych doświadczenie w zakresie drukowania 3D metali na urządzeniach medycznych w ramach kontrolowanego systemu zwykle ma większe znaczenie niż marka maszyny.
Często zadawane pytania
P: Jak sprawdzić jakość metalowej części wydrukowanej w 3D?
Odp.: Połącz pomiar wymiarowy (CMM lub skan optyczny), kontrolę wewnętrzną (zwykle CT), kontrolę chropowatości powierzchni, przegląd certyfikatu materiału i testy mechaniczne próbek. Dokładny skład zależy od poziomu ryzyka i zastosowania końcowego.
P: Jakie wady są powszechne w druku 3D w metalu?
Odp.: Porowatość,-odkształcenie lub pękanie naprężeń szczątkowych, rozwarstwianie się warstw i problemy z powierzchnią są najczęstsze. Wiele z nich ma charakter-procesowy i można je ograniczyć dzięki właściwej kontroli i monitorowaniu parametrów.
P: Czy druk 3D z metalu jest wystarczająco dokładny w przypadku implantów medycznych?
Odpowiedź: Może tak być, pod warunkiem wykazania zarówno dokładności wymiarowej, jak i integralności materiału w drodze kwalifikowanego procesu. Sama dokładność nie wystarczy.
P: Ile kosztuje kontrola części przed masową produkcją?
Odp.: Koszty różnią się w zależności od rozmiaru części, materiału i głębokości inspekcji. Skanowanie CT i testy mechaniczne zwiększają koszty, ale prawie zawsze są niższe niż koszt wadliwej partii produkcyjnej lub problemu w terenie.