Вы утвердили прототип. Геометрия проверена, поверхность выглядит приемлемо, первые механические испытания пройдены. Теперь заказ вот-вот подскочит от нескольких штук до сотен. Именно в этот момент многие команды колеблются,-особенно когда детали представляют собой титановые медицинские имплантаты. Один внутренний дефект, который проявляется только на больших объемах, может означать брак, задержку запуска или серьезное воздействие регулирующих органов. Настоящий вопрос уже не в том,Металлическая 3D-печатьможет изготовить деталь. Вопрос в том, достаточно ли стабилен процесс, чтобы производить одну и ту же деталь неоднократно и в больших масштабах.
Ключевой момент: хороший прототип доказывает, что конструкция работает. Это не доказывает, что процесс достаточно стабилен, чтобы его можно было повторять сотни раз без дефектов.
Почему пред-проверка производства имеет большее значение при 3D-печати металлом
Обработка на станках с ЧПУ начинается с прочного сертифицированного материала. Большинство изменений связано с инструментами, приспособлениями или программированием. Плавление в порошковом слое формирует материал слой за слоем. Тепловложение, состояние порошка, стратегия сканирования и остаточное напряжение — все это взаимосвязано. Небольшие изменения в любом из них могут привести к пористости, неполному слиянию или искажениям, которые не могут быть обнаружены в одном прототипе.
Отраслевые обзоры аддитивного производства металлов неоднократно указывают на пористость, остаточные напряжения и геометрические отклонения как на проблемы, вызывающие наибольшее количество проблем при переходе от образца к производству. Эти проблемы часто остаются скрытыми до тех пор, пока одни и те же параметры не будут повторяться в нескольких сборках. Традиционные медицинские изделия, изготовленные на станках с ЧПУ, обычно начинаются с однородного стержня или пластины, поэтому проверка сосредотачивается в основном на размерах и поверхности. При аддитивных работах с металлами целостность самого материала должна быть проверена до того, как будет выделен объем.
Что нужно проверить перед масштабированием
Работоспособный этап подготовки к-производству обычно включает следующие шесть проверок.
Сравните-исходную деталь с САПР с помощью КИМ или оптического сканирования, уделяя особое внимание элементам, чувствительным к остаточному напряжению или размещению опоры.
Используйте компьютерную томографию, чтобы обнаружить пористость, отсутствие--зон сплавления и застрявший порошок -, который редко является обязательным для титановых медицинских имплантатов.
Измерьте функциональные лица. Заранее решите, требуется ли вторичная механическая обработка или чистовая обработка, и это уже проверено.
Убедитесь, что партия порошка соответствует техническим характеристикам, и история повторного использования записывается - для всей партии,-для отслеживания-деталей для регламентированных работ.
Тестовые купоны, напечатанные в тех же условиях, - результаты испытаний на растяжение или твердость подтверждают ожидаемые свойства.
Соберите размеры, сертификаты материалов, параметры процесса и результаты неразрушающего контроля в качестве справочной информации для последующих партий.
В совокупности эти проверки образуют практичный контрольный список пред-проверок деталей. Пропуск любого из них увеличивает вероятность обнаружения проблем только после того, как большой заказ уже находится в обработке.
Дефекты, которые имеют тенденцию появляться в больших объемах
При плавке в порошковом слое неоднократно возникают некоторые проблемы:
- Пористость из-за газа, непроваривания или эффекта замочной скважины
- Деформация и искажение, вызванные остаточным напряжением
- Расслоение слоев
- Растрескивание связано со стрессом или чувствительностью материала
- Неровности поверхности и застрявший порошок в каналах
Любой из них может выглядеть приемлемым в тщательно контролируемом прототипе и все же стать неприемлемым, когда задание повторяется с большим объемом. Пористость, в частности, снижает усталостные характеристики-а именно это свойство важно для имплантатов и деталей конструкций. Обнаружить его на ранней стадии с помощью компьютерной томографии стоит гораздо дешевле, чем разобраться с ним после завершения или, что еще хуже, после освобождения.
Пример случая: обнаружение проблемы до 500 единиц
Тематическое исследование
Заказчик медицинского-устройства перенес комплект титановых имплантатов из прототипа в пред-производственное производство. Внешние размеры и внешний вид соответствовали чертежу. Однако компьютерная томография показала, что внутренняя пористость деталей одной и той же сборки превышает согласованный предел.
Вместо того, чтобы выпустить партию, команда скорректировала параметры сканирования и запустила новый набор проверки. Пористость упала до приемлемого диапазона, и более крупный заказ прошел без тех же внутренних дефектов. Ранний улов позволил избежать списания или переработки нескольких сотен деталей и сохранил данные проверки чистыми.
На что обращать внимание при выборе партнера по 3D-печати металлом?
Не каждый магазин, предлагающий 3D-печать металлом, имеет глубину контроля или систему качества, необходимую для регулируемых деталей. Оценивая производителя или фабрику по 3D-печати металлом, сосредоточьтесь на нескольких конкретных моментах:
Способный партнер обсудит эти вопросы в конкретных терминах. В медицинской сфере опыт поддержки 3D-печати медицинских устройств металлом в рамках контролируемой системы обычно имеет большее значение, чем торговые марки машин.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Как вы проверяете качество металлической детали, напечатанной на 3D-принтере?
Ответ: Совместите измерение размеров (КИМ или оптическое сканирование), внутренний осмотр (обычно КТ), проверку шероховатости поверхности, проверку сертификации материала и механические испытания купонов. Точное сочетание зависит от уровня риска и конечного использования.
Вопрос: Какие дефекты наиболее распространены при 3D-печати металлом?
О. Чаще всего возникают пористость, остаточное-деформирование или растрескивание под напряжением, расслоение слоев и проблемы с поверхностью. Многие из них связаны с процессом-и могут быть уменьшены при правильном контроле и мониторинге параметров.
Вопрос: Достаточно ли точна 3D-печать металла для медицинских имплантатов?
Ответ: Возможно, при условии, что точность размеров и целостность материала будут подтверждены квалифицированным процессом. Одной точности недостаточно.
Вопрос: Сколько стоит проверка детали перед массовым производством?
Ответ: Затраты варьируются в зависимости от размера детали, материала и глубины проверки. КТ-сканирование и механические испытания увеличивают расходы, но они почти всегда ниже, чем стоимость неудачной производственной партии или неисправности на месте.