Брзо прототипинг од нехрђајућег челика | ЦНЦ, 3Д Штампање & Цастинг

1. Увођење

Брзо прототипирање је камен темељац савременог развоја производа, Дозволи дизајнерима и инжењерима да тестирају, разрешити, и пречишћавање делова у делићу времена које захтева традиционалне методе производње.

Иако пластика и алуминијум доминирају дизајном ране фазе због трошкова и једноставности употребе, Брзо прототипинг од нехрђајућег челика добија приземљу за апликације које захтевају велику снагу, топлотна стабилност, отпорност на корозију, и функционалност у стварном свету.

Како циклуси за развој производа скраћују се по индустријама - посебно у ваздухопловству, медицински, аутомобилске, и челик од нехрђајућег од нехрђајућа роботика Функционални прототипирање, не само визуелни модели.

Нуди трајност за тестирање форме-финд-функције и често може прелазити директно у производњу ниске количине.

2. Шта је брз прототипинг од нехрђајућег челика?

Нехрђајући челик Брзи прототипирање се односи на брзу производњу физичких прототипа користећи легуре од нехрђајућег челика путем адитива (Нпр., 3Д штампање) и подврстан (Нпр., ЦНЦ обрада) процеси.

За разлику од традиционалног производње дугог циклуса, Брзо прототипирање има за циљ да убрза развој производа омогућавајући брзу итерацију, Функционално тестирање, и процена пре производње.

Док су многи прототипови направљени од пластике или алуминијума због нижих трошкова и једноставност обраде, Нехрђајући челик је све више изабрани када прототипови морају да симулирају извршење коначног производа у погледу механичке снаге, отпорност на топлоту, и отпорност на корозију.

Уобичајени степени од нехрђајућег челика које се користе у прототипима

• 304: Највише се користи нерђајући челик; Добра формалност и отпорност на корозију.
• 316/316Л: Боља отпорност на хемикалије и хлориде; Идеално за морске и медицинске апликације.
• 17-4ПХ: Отврдњавање падавина од нехрђајућег челика који нуди велику чврстоћу и умерену отпорност на корозију; може бити топлотно третирано за побољшање механичких својстава.
• 15-5ПХ: Слично 17-4пх, Уз бољу жилавост и дуктилност, Често се користи у ваздухопловству и структурним апликацијама.

3. Методе брзе прототипове од нехрђајућег челика

Брзо прототипи за нехрђајуће челик обухвата неколико напредних техника производње, Свака нуди јединствене предности у зависности од геометрије дела, примена, Захтеви за толеранцију, и обим производње.

Најчешћи методи укључују обраду ЦНЦ-а, 3Д штампање метала, Инвестициони ливење, и израда лима.

ЦНЦ обрада

ЦНЦ (Рачунарска нумеричка контрола) Машинска обрада је субтрактивни процес производње који користи компјутерско управљане алате за сечење за уклањање материјала са блока од нехрђајућег челика.

Кључне карактеристике:

• Висока прецизност: Толеранције од ± 0,005 мм или боље
• Одлична површинска завршна обрада: По 0.4 Остваривљив
• Најбоље за функционалне и структурне прототипове

Предности:

• Погодно за једноставне и сложене геометрије
• Виде доступност материјала (304, 316, 17-4ПХ)
• Идеално за делове који захтевају навој, досадан, или уски толеранције

Типично време олова: 3-7 Радна дана

3Д штампање метала (ДМЛС / Сонм)

Директни метални ласерски синтеровање (ДМЛС) и Селективни ласерски топљење (Сонм) су технике адитивне производње које граде слој дијелова по слоју користећи нехрђајуће челичне пудере.

Кључне карактеристике:

• Омогућава сложене, Органски облици, укључујући унутрашње канале
• Нема потребе за алатом или калупима
• Висока употреба материјала (мање отпада)

Коришћени заједнички нехрђајући челик:

• 316Л: Отпорност на корозију и биокомпатибилност
• 17-4ПХ: Висока чврстоћа и топлоте

Предности:

• Дизајн слободе за решетке структуре и оптимизацију тежине
• Одлично за прототипирање у ваздухопловству, медицински, и истраживачки сектори

Ограничења:

• Завршна обрада површине (РА 6-12 μм) Осим ако пост прерађени
• Економично углавном за ниско запремине или сложене делове

Типично време олова: 2-5 радних дана

Инвестиционо ливење (Изгубљени ливење воска)

Овај процес укључује креирање модела воска дела, премаз га керамичким шкољкама, а затим замените восак са растопљеном нехрђајућем челиком да бисте формирали коначни облик.

Кључне карактеристике:

• Погодан за детаљни и замршени делови
• Подржава Средње до ниске запремине производња
• Добра димензионална тачност и површинска завршница

Предности:

• Способан да производи делове са танким зидовима и подрезаним резницама
• Нуди боља механичка својства од 3Д штампања

Заједничке легуре: 304, 316, 17-4ПХ, ЦФ8М, и други казни нехрђајући челик

Ограничења:

• Дуже време вођења због припреме калупа
• Мање погодан за брзе итерације

Типично време олова: 7-10+ радних дана

Израда лимова

Лима Прототипирање укључује сечење, савијање, и састављање листова од нехрђајућег челика за креирање равних или полу-равних компонента.

Кључне карактеристике:

• Ефикасан за 2Д и 2.5Д дијелове
• Користи се за кућиште, заграде, панели, и кућишта

Укључени процеси:

• Ласерско сечење
• Резање воде
• ЦНЦ савијање
• Спот заваривање и ТИГ заваривање

Предности:

• Брзи и исплативи за делове танких зида
• Уштеда материјала у поређењу са подрачним методама

Типично време олова: 3-5 радних дана

4. Разматрање дизајна за брзе прототипирање од нехрђајућег челика

Дизајн за брзо прототипирање од нехрђајућег челика захтева стратешки приступ карактеристикама материјала, Могућности процеса, и функционални циљеви.

Дебљина зида и величина карактеристика

• ЦНЦ обрада:

• • Минимална дебљина зида: ≥ 0,8-1,0 мм (У зависности од величине дела)
  • Дубоке шупљине (>3× пречник) Може да захтева посебну алату

• Метал 3Д Штампање (Нпр., ДМЛС / СЛМ):

• • Минимална дебљина зида: ≥ 0.5 мм за структурни интегритет
  • Мале карактеристике: Избегавајте неподржане структуре <0.3 мм

• Инвестиционо ливење:

• • Дебљина зида обично ≥ 1,5-2,0 мм за поуздано пуњење калупа

• Лима:

• • Дебљина зависи од мерача; уобичајени распони за нерђајући челик: 0.5-3 мм

Дизајн: Избегавајте оштре унутрашње уграђене филете да бисте смањили концентрацију стреса и олакшали обраду или штампање.

Толеранције

• ЦНЦ обрада:

• • Сјајне толеранције оствариве: ± 0,005-0,01 мм за прецизне делове

• 3Д штампање метала:

• • Типичне толеранције: ± 0,05-0,1 мм; Побољшано са пост-обрадом

• Цастинг:

• • Стандардне толеранције: ± 0,2-0,5 мм у зависности од величине дела и сложености

• Лима:

• • Толеранција зависи од процеса сечења и савијање: Обично ± 0,1-0,3 мм

Дизајн: Укључују накнаде за накнаду за прераду ако прецизно завршавање (Нпр., полирање или обрада) је потребно након штампања или ливења.

Дизајн за производњу (ДФМ)

Сваки поступак намеће специфична ограничења производње:

• ЦНЦ обрада:

• • Избегавајте дубоко, уске шупљине осим ако није потребно
  • Осигурајте приступ и одобрење алата

• 3Д Штампање:

• • Оптимизирајте за минималне структуре за подршку (Посебно прекривачи >45°)
  • Размислите о оријентацији штампања да бисте смањили исплата и побољшање снаге

• Цастинг:

• • Укључите исправне нацрте углова (обично 1-3 °) да олакша ослобађање плијеса
  • Избегавајте изолиране танке зидове који се пребрзо могу охладити и изазвати оштећења

• Лима:

• • Одржавајте доследно радију са завоја
  • Смањите комплекс савијање или формиране функције у једном делу

Очекивања храпавости површине

5. Опције након обраде и завршне обраде за брзо прототипирање од нехрђајућег челика

Пост-прерада је критични корак у брзом прототипи за прототипирање од нехрђајућег челика. Појачава механичка својства, квалитет површине, изглед, и отпорност на корозију завршног дела.

Обрада и пречишћавање површина

• Секундарна обрада
  Користи се за постизање уских толеранција или пречишћавање критичних димензија, посебно у 3Д штампаним или ливеним деловима. Заједничке операције укључују бушење, окретање, и глодање.
• Млевење
  Идеално за постизање прецизне сталности и глатке површинске завршне обраде (Ра ≤ 0.4 μм), обично се користи за алате или носећи површине.

Топлотни третман

Топлотни третман може побољшати снагу, тврдоћа, или отпорност на корозију одређених разреда од нехрђајућег челика.

• 17-4ПХ нерђајући челик

• • Може се оборити падавина да повећају снаге до ~ 1100 МПА затезњава чврстоћа
  • Циклуси очвршћивања старости: Х900, Х1025, Х1150 (Број означава температуру на ° Ф)

• Враголовање (за аустенитне оцене попут 304 или 316):

• • Уклања унутрашње напрезање
  • Побољшава дуктилност и отпорност на корозију

Бележити: Топлотно лечење мора се пажљиво контролисати како би се спречило формирање или формирање размера.

Површински третмани

• Пасивација

• • Хемијски процес (обично са азотном или лимунском киселином) која уклања слободно гвожђе са површине
  • Појачава отпорност на корозију промовисањем формирања слоја хромима оксида
  • Стандард за медицинску помоћ, оцјењивање хране, и морске компоненте

• Електрополирање

• • Електрохемијски процес који гладује и уљепшава површине
  • Смањује храпавост површине за ~ 50%
  • Одлично за биомедицинске и чине апликације

• Пескање

• • Пескање или пескање песка користи се за постизање уједначене мат или сатени
  • Уклања површинске несавршености и мање бурре

• Превртање / Вибрационо завршавање

• • Ефикасан за мале или серијене делове
  • Производи оборен, Полиране површине са минималним радом

Премази и оплате

Иако је нехрђајући челик природно отпоран на корозију, Одређене апликације могу захтевати додатне премазе:

• Пвд (Физичко таложење паре)

• • Примењује декоративне и функционалне премазе (Нпр., Титанијум нитрид, Цхроме-сличне финише)
  • Повећава отпорност на хабање и повећава визуелну жалбу

• Повдер Цоатинг / Сликање

• • Користи се када су потребне или неметалне завршне обраде
  • Обично се користи за кућиште или делове са којима се суочавају потрошаче

• Ницкел или Цхроме Платинг

• • Ретко је потребно, али повремено се користи за побољшање изгледа или тврдоће површине у одређеним функционалним компонентама

Заваривање и придруживање (Ако је део склопа)

• ТИГ и МИГ заваривање се обично користе за принос делова од нехрђајућег челика током прототипирања
• Третмани пост-заваривања могу да садрже кљуцк, пасивација, или брушење за обнављање отпорности на корозију и површинску завршну обраду

6. Анализа трошкова и временских времена

Трошкови зависе од обима, геометрија сложеност, пост-обрада, и тип материјала.

7. Кључне апликације за брзо прототипирање од нехрђајућег челика

8. Предности брзе прототипирања од нехрђајућег челика

Брзо прототипи за нехрђајуће челик нуди јединствену комбинацију механичких перформанси, Поузданост материјала, и брзина производње, што га чини врло вредним приступом у инжењерингу, Развој производа, и индустријско тестирање.

Одлична механичка чврстоћа и трајност

• Прототипови од нехрђајућег челика показују високу чврстоћу затезања, отпорност на умор, и могућност оптерећења.
• Погодно за функционално тестирање и делове за крајње употребе, посебно у оштром окружењима.

Отпорност на корозију и топлоте

• Оцене попут 316Л су веома отпорне на корозију, киселине, и физиолошка средина, Омогућавање прототипова да се тестирају у радним условима у стварном свету.
• Нерђајући челик може да одржава структурни интегритет на повишеним температурама, Корисно за измењиваче топлоте, Издувни делови, или компоненте мотора.

Функционални и продуктивни еквивалентни прототипови

• За разлику од пластичних или смолених прототипа, Прототипови од нехрђајућег челика уско симулирају завршне производне делове у погледу механичких и термичких перформанси.
• Инжењери их могу користити за деструктивно тестирање, Процене толеранције на притисак, или терена испитивања.

Компатибилност са вишеструким методама производње

• Нехрђајући челик је свестран и подржава неколико процеса прототипа:

• • ЦНЦ обрада За прецизне делове
  • 3Д штампање метала за сложене геометрије
  • Инвестиционо ливење За кратке трке и замршене облике
  • Израда лимова За компоненте структурних и типа кућишта

Врхунске опције завршне површине

• Нехрђајући челик може бити завршен у широком распону површинских квалитета:

• • Огледало за потрошачке производе
  • Пасивирано за медицинску употребу или употребу намирница
  • Брушена или пескана за индустријске примене

Биокомпатибилност и санитарна својства

• Оцене као што је 316Л су биокомпатибилни, Допуштање сигурне употребе у медицинским средствима и имплантатима.
• У храни и фармацеутској индустрији, Неактивна површина од нехрђајућег челика подржава хигијену и лаку стерилизацију.

Поновљивост и одрживост

• Прототипови од нехрђајућег челика могу се пребацити, рециклиран, или се поново користи у одређеним случајевима, За разлику од већине прототипова на бази полимера.
• Метални отпад генерисан током прототипирања се може рециклирати, Смањење материјалног отпада.

Убрзано валидација дизајна

• Брзо прототипирање у нехрђајућем челику омогућава инжењерима да потврди функцију, прикладан, и формирају се у компримованом року.
• Смањује потребу за вишеструким итеративним циклусима пре преласка у масовну производњу.

Компатибилност широке индустрије

• Из ваздухопловне и аутомобиле до потрошачке електронике и медицинских средстава, Прототипи за нехрђајуће челик је применљиво преко индустрије високог перформанси.

9. ОГРАНИЧЕЊА РИГУРНОГ ПРОТОТИПА ЗА РАГИНАЛНЕ СТЕЕЛЕ

• Веће трошкове
  Трошкови и прераде од нехрђајућег челика су много већи од пластике или алуминијума, Повећање трошкова прототипа.
• Ограничења за дизајн
  Сложени облици, танки зидови, или унутрашње функције могу бити тешке или скупе за производњу, посебно са ЦНЦ обрадом или 3Д штампањем.
• Искривање и изобличење
  Метална 3Д штампа од нехрђајућег челика може изазвати основе или преостали стрес, посебно у великим или танким деловима, Захтевање додатног пречишћавања топлоте.
• Површинска завршна обрада
  Сирови делови од нехрђајућег челика са 3Д штампања или ливења често имају грубе површине и требају додатни полирање или завршавање.
• Ношење алата
  Нехрђајући челик је тежак на алате за сечење, изазивајући брже ношење и дужих времена обраде, који подиже трошкове.
• Ограничења величине
  Метални 3Д штампачи имају ограничене количине израде, Израда великих делова изазовне без монтаже.
• Дужа времена вођења
  Неке методе попут ливења трају дуже (7-10+ дана), Одлагање прототипа Достава.
• Безбедност и еколошка брига
  Руковање иновинама од нехрђајућег челика и чипови захтевају одговарајуће мере безбедности и управљање отпадом.

10. Како одабрати прави метод прототипирања

Одабир најприкладнијег метода прототипирања од нехрђајућег челика зависи од неколико кључних фактора, укључујући геометрију, функционалност, Јачина производње, време вођења, и буџет.

• ЦНЦ обрада Идеалан је за делове једноставним за умерено сложене геометрије које захтевају високу димензионалну тачност и фине површинске завршне обраде.
  Најбоље је погодан за функционалне прототипове који захтевају уске толеранције и интегритета материјала.
• Метал 3Д Штампање (као што су ДМЛС или СЛМ) је добро прилагођен високо сложеним дизајну са унутрашњим каналима, решетке структуре, или функције уштеде тежине које су тешко или немогуће. Омогућава брзу итерацију без алата.
• Инвестиционо ливење нуди економично раствор за ниско- до средње запремине замршене делове од нехрђајућег челика са одличним површинским и нето способностима облика.
• Израда лимова је пожељни метод за брзу производњу равних или једноставних 3Д компоненти, Поготово када су брзи брзини и ниски трошкови алата приоритети.

Поред техничких разматрања, тхе Искуство и способности добављача играти критичну улогу.

Квалификовани прототипијски партнер са експертизом у нехрђајућем челику и изабрани поступак може пружити драгоцену инжењерску подршку, Смањите грешке, и осигурајте да коначни прототип испуњава очекивања перформанси.

На крају, Сертификација материјала је суштинско, Посебно у регулисаним индустријама попут ваздухоплова, аутомобилске, и медицински.

Осигурава да се користи од нехрђајућег челика задовољава потребне механичке и хемијске спецификације за сигурност и перформансе.

11. Поређење од нерђајућег челика, Алуминијум, и пластични у брзом прототипирању

12. Закључак

Брзо прототипи за нехрђајуће челик се трансформише како се развијају функционалне прототипове, тестиран, и иницијаран.

Комбиновањем робусности од нехрђајућег челика са агилност технологија брзе прототипирања попут ЦНЦ обраде, 3Д штампање, и улагање у инвестиција,

Инжењери могу тестирати перформансе под условима у стварном свету, премошћивање јаза између прототипа и производње.

Било да је за поузданост ваздухопловства, медицинска биокомпатибилност, или индустријска трајност, Прототипи за нехрђајуће челик је основни алат у развоју производа од високих перформанси.

Лангхе: Службе за прототиповање од нехрђајућег челика

Лангхе Нуди професионална решења за брзо прототипирање од нехрђајућег челика прилагођене индустријама које захтевају прецизност, брзина, и функционалне перформансе.

Од валидације производа ране фазе на функционалну тестирање и производњу ниског обима, Наше услуге омогућавају инжењере и дизајнере да доносе делове од нехрђајућег челика на тржиште брже и са већом поуздањем.

Са напреднијим технологијама прототипирања и материјалном стручношћу, Лангхе осигурава да сваки прототип од нехрђајућег челика задовољава строге механичке, димензионалан, и естетски захтеви.

Наше могућности прототиповања од нехрђајућег челика укључују:

ЦНЦ обрада

Брзи преокрет, Машина од нехрђајућег челика са високим прецизношћу за функционалне прототипове са уским толеранцијама.

3Д штампање метала (ДМЛС / СЛМ)

Сложене геометрије и унутрашње функције са материјалима од нехрђајућег челика као што су 316Л и 17-4ПХ.

Инвестиционо ливење (Изгубљени прототипи за восак)

Идеално за замршено, Краткорочни делови у којима су тачници површинске завршне обраде и димензија.

Израда лимова

Брза производња равних или савијених делова од нехрђајућег челика, савијање, и заваривање.

Без обзира да ли је потребно једно од нехрђајућег челика или краткорочне производње за функционалну тестирање, Лангхе испоручује брзину, квалитет, и интегритет материјала - сваки пут.
Контактирајте нас данас Да бисмо разговарали о вашим потребама за прототипирање од нехрђајућег челика и убрзајте циклус развоја производа.