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增材制造部件后处理技术概述——批量精加工是未来发展趋势

2023-05-29 12:19:34来源：南极熊3D打印网

增材制造 (AM) 已经改变了制造领域的“游戏”规则，提供了新的设计自由度、材料效率和快速的生产时间。尽管有这些优势，后处理仍然是确保增材制造零件达到所需表面光洁度、精度和功能的关键工序。有了各种可用的后处理技术，了解它们的功能和局限性至关重要。本期文章对不同后处理技术的优缺点进行了对比，并解释为什么批量精加工技术是最适合增材制造也是最有效的后处理解决方案。

(资料图片)

后处理技术概述

后处理是指通过各种技术来提高打印部件的表面质量、尺寸精度和机械性能。常见的后处理技术有四种：手工精加工；数控加工；化学方法处理以及批量精加工技术。

手工精加工

手工精加工是一种传统的增材制造后处理方法，涉及手动打磨、研磨和抛光以达到所需的表面光洁度。手工精加工的主要优势包括能够实现使用自动化方法可能难以实现的精确、定制的精加工，以及能够快速识别和纠正零件中的错误或缺陷。然而，手工精加工也可能耗时耗力，导致成本增加和效率降低。此外，表面处理的一致性可能因零件而异，具体取决于操作员的技能和经验。因此，手工精加工可能适用于精度至关重要的小型或定制项目，但由于其时间和劳动力要求，可能不适合大规模或大批量生产。

数控加工

CNC 加工是一种减材制造工艺，可用作增材制造零件的后处理方法。CNC 加工的主要优势包括能够实现高精度和准确度，即使对于复杂的几何形状也是如此。CNC 机器还具有高度可定制性，可以适应多种材料，包括金属、塑料和陶瓷。此外，CNC 加工可以实现自动化，从而降低人工成本并提高生产效率。但是，使用 CNC 加工作为增材制造零件的后处理方法也存在一些缺点。主要缺点之一是设备和设置的高成本，这可能成为一些制造商进入后处理市场的障碍。此外，CNC 加工可能不适合具有复杂内部特征或精细细节的零件。

化学方法加工

化学精加工是一种后处理方法，涉及使用化学溶液处理增材制造零件以改变零件的表面光洁度或特性。化学精加工的主要优势包括能够在复杂的几何形状上实现精确和均匀的精加工，以及能够改变零件的材料特性，例如耐腐蚀性或生物相容性。然而，使用化学精加工作为增材制造零件的后处理方法也有一些缺点，其中关键是化学精加工的有效性可能取决于零件的材料和使用的特定化学品等因素，这可能很难在不同的部件或应用程序中获得一致的结果。此外，化学精加工可能不适用于需要精确公差或具有复杂内部特征的零件，因为化学溶液可能无法渗透或到达这些区域。总的来说，虽然化学精加工对于增材制造零件来说是一种有效且具有成本效益的后处理方法，但必须仔细考虑这种方法的潜在缺点和局限性。

大批量精加工技术

批量精加工技术，例如振动和离心精加工，利用研磨介质和机械能来平滑和抛光打印部件。这些流程具有高度可扩展性，能够同时处理大量零件。它们也用途广泛，可处理各种材料和零件几何形状。此外，批量精加工技术具有成本效益、快速且环保的特点。

与其他后处理方法相比，批量精加工技术还具有多项优势，使其成为增材制造零件的首选。

可扩展性

出于几个原因，可扩展性很重要。首先，批量精加工可以一次处理大量零件，与单独处理零件相比，这可以显著减少精加工所需的时间和劳动力。这可以提高整体效率并降低生产成本。此外，批量精加工可确保大批量零件获得一致的精加工结果，而手动或单独的精加工方法很难实现这一点。这有助于确保零件满足表面光洁度、粗糙度和其他关键参数的指定要求。

同时处理一大批零件也有助于减少精加工过程中的不确定因素，因为每个零件是在相同的持续时间内以相同的方式进行处理，这有助于降低成品部件出现缺陷或不一致的风险。

批量精加工的可扩展性也使其成为一种用于精加工大量零件的具有成本效益的方法，因为随着批量大小的增加，每个零件的成本会降低。这对于航空航天和汽车等需要大量零件的行业尤为重要。

材料相容性

批量精加工技术适用于多种材料，包括金属、聚合物和陶瓷。这种多功能性使制造商能够对各种增材制造应用使用单一的后处理方法，从而简化生产过程。通过对多种材料使用单一的后处理方法，制造商可以减少对每种材料的单独设备或工艺的需求。这有助于降低设备成本、空间要求和维护需求。

在多种材料上使用单一的后处理方法也有助于提高过程控制和一致性。制造商可以开发一个标准化的整理流程，可以应用于不同的材料，减少可变性并提高整体质量。

此外，对单一后处理方法进行标准化可以减少对额外设备的需求、减少设置时间并简化精加工过程，从而有助于提高整体效率。这可以帮助制造商以更低的成本更快地生产零件。

批量精加工技术可以适应各种形状和尺寸的零件，使其成为适用于各种增材制造应用的多功能后处理方法。这意味着制造商可以使用批量精加工来精加工各种零件，无论其材料、形状或尺寸如何。

统一性和一致性

批量精加工技术可以在复杂的零件几何形状上实现均匀的表面光洁度，即使在难以到达的区域也是如此。这种一致性可确保所有零件均符合要求的规格，从而提高产品质量并减少对额外精加工工艺的需求。

增材制造零件通常具有复杂的几何形状和难以触及的区域，传统方法难以完成。然而，大规模精加工技术可以在整个零件上实现均匀的表面光洁度。在复杂的几何形状上实现均匀的表面光洁度对于确保产品质量至关重要。通过实现一致的精加工结果，批量精加工技术可以帮助确保所有零件满足表面光洁度、粗糙度和其他关键参数的要求规格。

批量精加工技术还可以帮助减少精加工结果的偏差，即使在复杂的几何形状中也是如此。这有助于降低成品部件出现缺陷或不一致的风险，从而提高整体质量。在复杂的几何形状上实现一致的表面光洁度可以减少对额外精加工工艺的需求，例如手工精加工或二次加工。这有助于减少整理所需的时间和成本，提高整体生产效率。

它还可以提高成品零件的美感，使它们更具视觉吸引力。这对于面向消费者的产品或最终产品中可见的部件尤为重要。

降低劳动力成本

大量精加工技术在很大程度上是自动化过程，需要最少的人工干预，从而降低了劳动力成本和人为错误的可能性。大规模精加工技术的自动化也可以提高效率，因为机器可以连续工作，不会中断或中断。这有助于减少整理所需的时间和成本，提高整体生产效率。

批量精加工技术还可以结合质量控制功能，例如传感器和反馈机制，这些功能可以检测并纠正精加工过程中的错误或偏差。这进一步减少了人为错误的可能性并提高了整体产品质量。

伙伴关系和合作

在选择批量精加工后处理技术供应商时，重要的是要找到在工艺开发和优化方面具有专业知识的供应商，这对于实现可重复的最终结果至关重要。专家工程师应该能够与客户密切合作，开发量身定制的后处理解决方案，以优化周期时间、最大限度地减少浪费并确保所需的表面光洁度和尺寸精度。

供应商还应展示对提供卓越客户支持的重视，并提供一系列服务，包括设备安装、培训、维护和故障排除。这种对客户满意度的承诺确保客户可以依赖他们选择的供应商提供持续的帮助和专业知识。

所选择的供应商应该拥有涵盖广泛的批量精加工技术的专业知识。通过提供全面的产品和服务组合，供应商可以成为满足客户多样化后处理需求的一站式平台。

如果您选择的批量精加工后处理技术供应商提供范围广泛的研磨介质和精加工化合物，并且专门针对增材制造应用的需求量身定制，那么这将是有利的。通过了解不同材料和零件几何形状的独特特性，供应商应该能够提供定制的技术/介质解决方案，在保持零件完整性的同时保证了最佳表面光洁度。

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