中/EN
中/EN
前后效果：不锈钢复杂的测试形状。
表面光洁度成本可高达60%的增材制造(AM)组件。目前，低质量的表面光洁度可能会使其不适合某些工业用途。后处理(例如CNC加工或精加工)非常耗时，通常不一致，而且通常成本很高。尽管有潜在的好处，但这抑制了增材制造的使用。为了缓解信息的稀缺性，英国创新公司赞助了一项详细的研究，由Croft Additive Manufacturing与利物浦约翰-摩尔斯大学(LJMU)、制造技术中心(MTC)和Fintek共同领导的详细研究。
增材制造和精加工的整合
第一个目的是通过优化制造参数，降低增材制造零件的变化性和整体表面粗糙度，使大规模精加工变得更有效、更快速。第二个目标是改进大规模表面精加工技术，以适应零件复杂性的增加。从建造和结束阶段捕获过程信息，以及在关键点测量的机械性能，对于为开发新的过程优化系统(POSY)提供数据至关重要，该系统由MTC设计和开发，可帮助制造商预测最佳制造参数以实现接近 净形状，同时保持拉伸强度并减少初始表面粗糙度。
有意义的基准
首先，Croft用316L不锈钢增材制造了简单的测试棒，定义了一系列不同的激光参数和制造方向。每一组参数的表面粗糙度测量形成了基本的数据矩阵，从而开始了POSY的开发。这个过程被重复进行，以建立一个相当大的数据库。利物浦约翰-摩尔斯大学也制作了一套测试棒，用于机械测试，他们在离心圆盘精加工机和拖动精加工机中进行了进一步的表面精加工。一组相同的样品被送到Fintek公司，他们用离心机和OTEC Präzisionsfinish公司的新一代高能流精加工系统进行加工。然后向MTC提供了加工前后的表面粗糙度、拉伸强度和机械性能的测量结果。
LJMU使用圆盘精加工发，增材制造棒材的粗糙度因水平、垂直或45度逐层建造而不同。在精加工周期中，随着时间的推移，它们对塑料加工介质的反应不同----垂直制造的棒材表面粗糙度减少得最多，其次是水平制造，然后随着周期时间的增加而倾斜45度。事实证明，在相同的时间内，拖动精加工的效果更强。
Fintek公司发现，要实现平滑化，必须要有高度可变的循环时间。他们还发现，通常用于流道精加工的碳化硅介质并不成功，有时会因其晶粒结构而导致零件表面出现点蚀。和LJMU一样，使用塑料介质的效果更好。LJMU和Fintek都发现，在前20分钟内，粗糙度下降幅度最大，在190rpm和250rpm之间的转速下，粗糙度的下降幅度最大，而在80分钟内，粗糙度的下降幅度会进一步增加。
研究还表明，材料的去除率会影响到初始零件的制造，这表明对于更复杂的形状，在设计中战略性地添加材料来补偿将是有益的。OTEC的高能流整理在实现商业上可行的平滑度方面表现最好。
复杂的测试部分
接下来的测试代表了现实世界中复杂的增材制造部件。通过MTC的实验设计来帮助验证POSY软件，Croft创造了一个由平面、弯曲的内表面和外表面组成的增材制造部件。同样的测试件被提供给LJMU和Fintek。机械测试和低能和高能流精加工的结果被添加到POSY中。
为了改进流线精加工工艺，Fintek请来了OTEC。通过对塑料介质进行调整，SF设备能够在12分钟内将外部切面表面精加工到Ra 0.05µm，这是一个更容易被商业上接受的时间，可与减法工程相媲美。然而，较小的内部空间对于目前的加工介质类型来说，仍然难以穿透。
POSY的验证
为了验证数据和POSY的有效性，在软件工具中输入了一个增材制造零件的理想表面粗糙度，然后预测了实现目标所需的制造参数和方向。对所得到的零件进行了测试，发现表面粗糙度在POSY预测的6%以内。这表明，该软件可以创建出一个接近于净形状的零件，并且减少了漫长而昂贵的试错工作。值得注意的是，该零件的表面粗糙度已经得到了改善。
随着更多数据的增加，POSY有望根据目标表面粗糙度和已知的后处理方法，在预测制造参数方面变得更加出色。重要的是，流道精加工是最新的大规模精加工形式之一，对联机生产的适应性很强。虽然内部空间和通道仍然存在问题，但Croft公司正在为此开发的加砂流抛光系统的形式是有希望的。
九游亚洲展公众号