Bagaimana untuk Mengawal Ketebalan Dinding Apabila Percetakan 3D EV Motor Housing dalam Logam?

Sampel sering datang kembali dengan dinding yang tidak rata. Haba tidak hilang sama rata, dimensi pemasangan hanyut, dan sasaran berat terlepas. Isu ini biasanya berpunca daripada kawalan yang lemah terhadapketebalan dinding percetakan 3D logam. Artikel ini merangkumi cara mereka bentuk, mencetak dan menyemak ketebalan dinding supaya perumah motor EV memenuhi kedua-dua keperluan prestasi dan pengeluaran.

Ketebalan dinding mempengaruhi empat bidang utama:

Pelesapan haba – dinding yang tidak rata mencipta bintik panas dan mengurangkan kecekapan penyejukan.

Berat - perumah yang lebih ringan membantu julat; penurunan 10% dalam berat kenderaan biasanya meningkatkan kecekapan tenaga kira-kira 6-8%.

Kekuatan dan kekakuan – perumah mesti mengendalikan tork dan melindungi bahagian dalaman.

Pengedap dan pemasangan – ketebalan yang konsisten memastikan muka pemasangan dan permukaan pengedap dalam toleransi.

Memandangkan lebih banyak program EV mengguna pakai pembuatan bahan tambahan, pencetakan 3D perumahan motor EV yang berjaya sangat bergantung pada mendapatkan ketebalan dinding dari awal. Kawalan yang lemah terhadapketebalan dinding percetakan 3D logamadalah salah satu sebab paling biasa prototaip gagal dalam ujian fungsi.

Minimum praktikal bergantung pada bahan, geometri, dan sama ada dinding itu disokong.

Julat biasa yang boleh dipercayai untuk gabungan katil serbuk laser:

AlSi10Mg: 0.8–1.2 mm untuk dinding struktur

Keluli tahan karat (316L / 17-4PH): 0.5–0.8 mm

Titanium (Ti-6Al-4V): 0.6–1.0 mm

Dinding yang lebih nipis kadangkala boleh didapati pada ciri-ciri kecil, bukan{0}}berstruktur, tetapi ia meningkatkan risiko lengkok, gabungan tidak lengkap atau permukaan kasar. Bagi kebanyakan bahagian bercetak 3D logam dinding nipis, adalah lebih selamat untuk kekal di hujung yang lebih tinggi daripada julat ini. Ketebalan dinding minimum mutlak untuk pencetakan 3D logam boleh mencapai 0.3–0.4 mm dalam keadaan yang ideal, namun angka itu jarang sekali sesuai untuk dinding perumah motor galas-beban.

Campuran katil serbuk berbanding proses lain

Gabungan katil serbuk menawarkan resolusi terbaik dan ketebalan dinding minimum praktikal terendah untuk percetakan 3D logam. Proses lain seperti pemendapan tenaga terarah atau jet pengikat umumnya memerlukan dinding yang lebih tebal. Oleh itu, kebanyakan perumah motor EV kekal dengan gabungan katil serbuk.

Masalah biasa termasuk:

Warpage selepas penyingkiran sokongan

Tepi kendur atau runtuh pada dinding yang tidak disokong

Serbuk berlebihan melekat pada permukaan menegak nipis

Terlalu panas setempat yang mewujudkan zon kasar atau berliang

Variasi ketebalan yang disebabkan oleh kecerunan terma

Laser memanaskan dan menyejukkan logam dengan sangat cepat. Bahan cuba mengembang dan mengecut tetapi dipegang oleh logam pepejal di sekeliling dan plat binaan. Dinding nipis tidak mempunyai kekakuan, jadi tekanan sisa mudah membengkok atau memulasnya. Aluminium sangat sensitif kerana pengembangan haba yang tinggi; titanium boleh menjadi terlalu panas kerana haba tidak mengalir dengan cepat. Orientasi, strategi sokongan dan-rawatan haba melegakan tekanan ialah cara utama untuk mengurangkan risiko ini.

Peringkat reka bentuk
Pastikan peralihan ketebalan secara beransur-ansur. Tambah tulang rusuk di mana kekakuan tambahan diperlukan. Gunakan sudut bulat dan bukannya sudut tajam. Bahagian nipis yang besar tidak disokong hampir selalu menyebabkan masalah.

Bina orientasi dan sokongan
Orientasikan dinding nipis kritikal secara menegak dan praktikal. Letakkan penyokong di mana ia boleh ditanggalkan dengan bersih. Sudut sokongan sendiri-mengurangkan jumlah sokongan yang diperlukan.

Parameter proses
Kuasa laser, kelajuan imbasan, dan corak penetasan mesti sepadan dengan ketebalan dinding dan bahan. Dinding yang lebih nipis biasanya memerlukan input tenaga yang lebih rendah untuk mengelakkan terlalu panas.

Pemprosesan-siaran
Rawatan haba pelepas tekanan-hampir selalu diperlukan. Biarkan stok pemesinan pada muka pengedap dan pelekap supaya dimensi akhir boleh diperbetulkan selepas rawatan haba dan penyingkiran sokongan.

Pemeriksaan
Gunakan pengimbasan CT untuk ciri dalaman, CMM untuk dimensi luaran dan pengukuran ketebalan langsung pada berbilang titik. Periksa kedua-dua ketebalan purata dan variasi tempatan.

Seorang pelanggan memerlukan perumah motor EV aluminium dengan sasaran berat yang agresif dan saluran penyejukan dalaman. Reka bentuk pertama termasuk beberapa dinding di bawah 0.8 mm dan perubahan ketebalan yang mendadak.

Pengeluar percetakan 3D logam menyemak model, menaikkan dinding kritikal kepada 1.0–1.2 mm, menambah rusuk tempatan dan melaraskan orientasi binaan. Bahagian artikel pertama-dicetak dalam AlSi10Mg, tekanan-dilegakan dan selesai-dimesin pada muka utama. Variasi ketebalan dinding kekal dalam ±0.12 mm pada bahagian kritikal, dan perumah memenuhi kedua-dua sasaran berat dan terma. Larian perintis sebanyak 18 buah telah dihantar mengikut jadual dengan laporan pemeriksaan penuh. Bekerja dengan kilang percetakan 3D logam berkebolehan yang memahami gelagat ketebalan dinding cetakan 3D logam menjadikan reka bentuk berisiko kepada proses yang boleh diulang.

Apakah ketebalan dinding minimum anda yang terbukti untuk AlSi10Mg, tahan karat, dan titanium pada bahagian yang sama saiz?

Bolehkah anda berkongsi data CMM atau CT terkini daripada-kerja dinding nipis?

Bagaimanakah anda mengendalikan pelepasan tekanan dan penyingkiran sokongan pada perumahan yang kompleks?

Apakah stok pemesinan yang anda cadangkan untuk mengedap dan memasang muka?

Adakah anda menyokong kedua-dua kuantiti prototaip dan bahagian bercetak 3D logam borong?

Soalan ini membantu anda menilai sama ada pembekal perumahan motor cetakan 3D logam tersuai mempunyai pengalaman sebenar mengawal ketebalan dinding cetakan 3D logam.

Hasil dinding nipis-yang boleh dipercayai datang daripada kawalan proses yang berdisiplin dan bukannya mengejar ketebalan teori yang paling rendah. Pasukan yang menggabungkan peraturan reka bentuk yang baik dengan penalaan parameter berpengalaman dan pemprosesan-pasca yang betul secara konsisten mencapai kestabilan dimensi yang lebih baik dan hasil yang lebih tinggi.