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第 4 卷
2016 年
9 月刊
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第 4 卷- 2016 年 9 月刊
增材制造



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  增材制造打开了任何地方需要复杂几何体和需要低系列零件机会的新世界。

  该技术带来的许多优点和发展视野着实有趣,相应地,在各处都产生了大量的应用。

  然而,几乎所有利用增材制造的组件有一个共同问题就是表面粗糙,且表面粗糙度是极高的。
  当第一个组件使用之后,如何处理表面粗糙立刻成为了一个经常性的“主要问题”。

  使用手指触摸到零件后,就很容易感受到表面的粗糙程度,但是,一旦糙度度计可以精确检测到粗糙度值时,该零件糙度等级则远高于任何经过机械加工的组件,远高于即使是经过粗研磨后的零件,甚至远高于经过铸造的组件。

  当组件为一个完整的表面时,表面粗糙就很难解决了。

  当组件如下图(2)所示时,问题也变得最复杂。

  如何处理此类问题呢?

  当然,回答不是唯一的。

  表面加工技术取决于最终工件的材料特性、表面特性(完整的或卷曲成网状的)、物理特性(硬度、合金组成、机械阻力)、最终所需的几何精度、每批加工组件的数量,取决于同一组件下一步可预见的加工工艺,取决于在开口表面或内部盲孔进行处理工艺的需要,以及最后也最重要的一点取决于预算限额。

  此外,在预料整个组件表面处理之前,可能无法按照与剩余组件相同的精度要求处理一些区域,但是可以按照更高的精度需要进行处理。
  相应地,首先可以“粗糙处理”组件,随后在要求精度的几个点处进行机械加工,然后进行进一步精细处理(如果需要)。

  在Rollwasch Italiana S.p.a.实验室,一些按照增材制造生产的组件已经利用成功的技术完成了处理。
  根据以上标准,一方面,改进专注于上述更高密度标准的增材技术非常重要。

  另一方面,必须进一步专业化增材制造领域的处理技术,其中该技术作为一种短时间内需要智能解决方案的非常具体的技术。(图3)

  从统计结果来看,几乎所有实践的经历、方法,甚至是不同的处理技术都是分为两个步骤完成的;
1. 初步弱化粗糙度
2. 精细削减表面粗糙度
  精细是最终糙度要求,精细度越高,才可实现所需的材料密度。

  换言之,当增材制造构建具有诸多架空层、空气泡沫或多孔泡沫的结构时,即使是按严格标准构建的结构,表面处理在最终糙度检测中将受多个负点的影响,当然这些负点无法在处理操作期间被“填满”。

  每当增材制造构建具有较少架空层、较高密度时,最终表面处理结果有所改进,并符合Ra的精细值。
  通过与Cetim - Saint Etienne – France (http://www.cetim.fr/en)的合作,Rollwasch公开了一种于2013和2014之间按照激光浇铸的涡轮叶片原型的处理示范。(图4、5)

  正如图片所证实,凸、凹两面的表面极其粗糙。

  此类组件的方法已经借助六轴遥控自动研磨并结合受压力控制的磨轮(砂带磨削机器,具有特殊的Siemens-S7 plc控制的压力参数,与系统plc上排程的研磨程序交互)测定的第七个虚拟轴预见了表面的初步调整。(图6)

  按照此方法执行表面整理后,通过波处理已经实现了表面糙度的进一步精细 - 糙度值符合要求(未改变预期的最终几何结构)。(图7、8)

  事实上,“波处理”工艺是为了根据程序的处理时间保证呈现表面的每个点,以及由极细的粒状介质的处理,从而在每个不同的点如后缘、前缘、凸面和凹面中产生不同的影响。



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