Le të shkurtojmë zhurmën. Kur shumica dëgjojnë 'prototipin e hedhjes së investimeve', ata paraqesin një pjesë të përsosur, pothuajse në formë rrjete, që shfaqet në mënyrë magjike nga një guaskë qeramike. Realiteti është më i çrregullt, më përsëritës dhe shumë më i varur nga bashkëpunimi fillestar sesa supozojnë shumë kalorës CAD. Nuk është thjesht një alternativë fantastike e printimit 3D; është një urë lidhëse midis qëllimit të projektimit dhe fizibilitetit të prodhimit, dhe ajo urë shpesh ka disa tarifa të papritura.
Emërtimi i gabuar i prototipit dhe vlera e hershme e brezit
Duke e quajtur atë a hedhjen e investimit të prototipit tashmë vendos një pritshmëri të ndërlikuar. Fjala prototip sugjeron një herë, shpejtësi, ndoshta edhe besnikëri më të ulët. Por vetë procesi - krijimi i një modeli dylli ose të printuar 3D, ndërtimi i një guaskë qeramike, depilimi, pjekja, derdhja, përfundimi - është në thelb një proces prodhimi në miniaturë. Vlera e vërtetë nuk është në bërjen e shpejtë të një pjese (SLA mund ta mposht atë atje), por në bërjen e një pjese që sillet si një pjesë prodhimi. Karakteristikat termike, struktura e kokrrizave, vetitë mekanike - ju po vërtetoni vetë metodën e prodhimit, jo vetëm gjeometrinë. Unë kam parë shumë projekte ku një prototip rrëshirë i printuar bukur kaloi kontrollin e duhur, vetëm për të parën derdhje investimi vraponi për të dështuar nga çështjet e ngurtësimit që plastika nuk mund të zbulonte.
Ky është fokusi 30-vjeçar i një dyqani Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY) bëhet e prekshme. Nuk bëhet fjalë për të pasur printerët më të mrekullueshëm 3D për modelet. Bëhet fjalë për krijuesit e tyre të modeleve dhe inxhinierët e shkritoreve që e dinë instinktivisht se si një mur 3 mm në 316 inox do të sillet kundrejt të njëjtit mur në një aliazh me bazë nikeli gjatë djegies dhe derdhjes së guaskës. Ky gjykim, i pjekur në fazën e prototipit, kursen muaj. Faqja e tyre e internetit, tsingtaocnc.com, rendit punën e tyre me aliazhe speciale dhe kjo është thelbësore—prototipi në Inconel nuk ka të bëjë vetëm me koston e materialit; ka të bëjë me të ditur se si të ndryshoni recetën e guaskës dhe të derdhni temperaturën për të shmangur mikro-çarjet që shfaqen vetëm në përpunim.
Gabimi më i madh? Trajtimi i prototipit të hedhur si një vërtetim përfundimtar. Është një vërtetim i procesit. Ne e përdorim atë për të kontrolluar përshtatjet thelbësore, lejimet e tkurrjes, efikasitetin e portave. Ndonjëherë, ekzekutimi më i suksesshëm i prototipit është ai që zbulon një të metë fatale në dizajnin e portave - një dështim që parandalon një grumbull prodhimi katastrofik. Më kujtohet një prototip i tehut të turbinës ku skajet e pasme vazhdonin të tregonin porozitet. Zgjidhja nuk ishte të ndryshoni CAD; ishte për të rregulluar viskozitetin e slurit në shtresën primare të qeramikës dhe shkallën e rërës së llaçit. Këto janë të dhëna që i merrni vetëm duke bërë.
Dylli kundër modeleve të printuara: Një tërheqje praktike
Debati midis modeleve të dyllit të përpunuar dhe modeleve të printuara 3D (shpesh SLA ose nxjerrje materiali) është shumëvjeçar. Dylli është tradicional, shpesh më i lirë për gjeometri të thjeshta dhe sillet tamam si dylli i prodhimit, kështu që ju nuk merrni surpriza gjatë depilimit. Por për kanale komplekse të brendshme apo për ulje? Printimi fiton. Megjithatë, këtu është fërkimi: modelet e rrëshirës së printuar kanë një karakteristikë të ndryshme të zgjerimit termik dhe djegies. Nëse guaska nuk është e formuluar për të trajtuar evolucionin më agresiv të gazit gjatë djegies, ju keni çarje të predhave - ose më keq, përfshirje në metal.
Ekspertiza e dyfishtë e QSY në derdhja e kallëpit të guaskës dhe derdhje investimi është një avantazh i heshtur këtu. Hedhja e mykut të guaskës përdor rërë të lidhur me rrëshirë, një kafshë tjetër, por shkenca materiale e lidhësve dhe lëndëve zjarrduruese kapërcehet. Përvoja e tyre u tregon atyre se kur një model i printuar ka nevojë për një orar të modifikuar të ngritjes së guaskës - ndoshta një shtresë ekstra kryesore ose një cikël djegieje më të gjatë dhe më të ngadaltë. Kjo nuk është në një manual; është në kujtesën kolektive të teknikëve. Unë u kam dërguar atyre një manifold kompleks të printuar në një fotopolimer të zakonshëm dhe pyetja e tyre e parë ishte për përmbajtjen e hirit të rrëshirës. Kjo është pyetja e duhur.
Një herë ne u përpoqëm të shkurtonim kohën e prodhimit duke përdorur një model të printuar me rezolucion të lartë për një komponent hekuri duktil. Modeli ishte perfekt. Pjesa e derdhur kishte gropa sipërfaqësore. Fajtori? Hiri i mbetur nga lidhësi i modelit të printuar që ndot sipërfaqen metalike. Rregullimi po kthehej në një dyll të përpunuar për prototipin. Ai i shtoi dy ditë kohëzgjatjes së modelit, por kurseu dy javë ripërpunim dhe hetim. Mësimi: rruga më e shpejtë e modelit nuk është rruga më e shpejtë drejt një prototipi të mirë.
Ku përpunimi CNC kryqëzon prototipin e derdhjes
Kjo është kritike dhe shpesh neglizhohet. A hedhjen e investimit të prototipit është rrallë, nëse ndonjëherë, një pjesë e përfunduar direkt nga shakeout. Ajo ka nevojë për përpunim-shpime, vrima të përgjuara, sipërfaqe kritike të të dhënave të përfunduara. Kjo është ajo ku integrimi vertikal në një vend si QSY ndryshon lojën. Të kesh përpunim CNC nën të njëjtën çati me shkritoren nuk është thjesht një komoditet; është një lak reagimi.
Makineri bëhet inspektori përfundimtar i procesit të derdhjes. Nëse ata vazhdimisht thyejnë veglat në një vend të vështirë në një zonë specifike të çdo prototipi, kjo sinjalizon një ftohje të mundshme ose çështje ndarjeje në ngurtësim. Nëse një mur i hollë përpunohet me porozitet, shkritorja mund të rregullojë temperaturën e derdhjes ose hyrjen brenda së njëjtës ndërtesë. Unë kam punuar me dyqane ku derdhja dhe përpunimi janë entitete të veçanta dhe loja e fajësimit që shpërthen kur një prototip dështon në përpunimin është një vrasës projekti. Kur është një ekip, biseda është, xhepi në stacionin D tregoi mikro-tkurrje. Le të shtojmë një ngritës ose një ftohje.
Puna e tyre me çelik inox dhe lidhjeve të veçanta e bën këtë edhe më vendimtare. Përpunimi i lidhjeve me bazë kobalti është një specialitet më vete. Nëse prototipi i derdhjes ka stres të mbetur nga ftohja e pabarabartë, ai mund të shtrembërohet në mënyrë dramatike në prerjen e parë të rëndë të mullirit CNC. Makinistët e tyre dinë të marrin kalime më të lehta në artikullin e parë, për të ndjerë sjelljen e materialit - një njohuri e heshtur që informon palën e shkritores për përsëritjen tjetër.
Zgjedhja e aliazhit: Nuk është thjesht një menu me rënie
Zgjedhja e një materiali për një prototip nuk ka të bëjë vetëm me specifikat përfundimtare. Po, mund t'ju duhet 17-4PH inox për rezistencë ndaj korrozionit. Por për një prototip, ndonjëherë është më e zgjuar të përdorësh një aliazh më falës dhe më të lehtë për t'u derdhur si inoksi 304 për të vërtetuar gjeometrinë dhe portat, më pas kaloni në 17-4PH për prototipin e performancës. Përvoja e shkritores e dikton këtë.
Ekspertiza e listuar e QSY në nikelin dhe lidhjet me bazë kobalti është një shembull i përsosur. Këto janë materiale brutale për t'u hedhur. Ata kanë pika të larta shkrirjeje, janë reaktive dhe kanë diapazon të ndërlikuar të ngurtësimit. Prototipi në këto është një lojë me aksione të larta. Ju nuk hidheni vetëm në një superaliazh kompleks. Shpesh, procesi është në skenë: ndoshta një model i parë në alumin për të kontrolluar rrjedhshmërinë dhe mbushjen, pastaj një në një çelik të shkallës më të ulët për të kontrolluar tkurrjen, pastaj në fund Inconel. Çdo hap rrezikon derdhjen e materialit të shtrenjtë. Unë kam parë projekte që përpiqen të kapërcejnë hapat për të kursyer koston, vetëm për të humbur një tarifë prej 10,000 dollarësh të Hastelloy për një sprue të projektuar gabimisht. Ai thumb ju mëson durimin.
Zgjedhja ndikon gjithashtu në veglat e punës - madje edhe për prototipet. Nëse qëllimi i prodhimit është për një familje çeliku, prototipi në alumin sepse është më i lirë mund të jetë mashtrues. Tkurrja është e ndryshme, kështu që dimensionet e modelit duhet të rregullohen. Është një rrugë e vlefshme, por duhet të dini se po vërtetoni vetëm formën dhe funksionin bazë, jo prodhueshmërinë. Ky është një gjykim kyç që një inxhinier me përvojë e bën herët.
Komunikimi: Specifikimet e pashkruara
Procesi më i sofistikuar dështon me komunikim të dobët. Dërgimi i një skedari STEP dhe një specifikimi material në një fonderi për një hedhjen e investimit të prototipit është një ftesë për vonesë. Cilat janë tolerancat kritike? Cilat sipërfaqe janë të derdhura, cilat duhet të përpunohen? A ka ndonjë kërkesë specifike për mikrostrukturën? Cili është rasti kryesor i ngarkesës së pjesës? Ky kontekst e kthen një dyqan nga një porositës pasiv në një partner bashkëpunues.
Me një partner me shumë aftësi si ai i përshkruar në tsingtaocnc.com, ju duhet të angazhoni të gjitha departamentet e tyre herët. Një telefonatë e shpejtë për rishikim me inxhinierin e tyre të derdhjes dhe një makinist të lartë mund të tregojë problemet që një projektuesi mund t'i mungojë për muaj të tërë. Mbaj mend që dërgova një vizatim për një trup valvule me brinjë të bukura e të holla përforcuese. Reagimi i tyre ishte i thjeshtë: ato brinjë do të ftohen së pari dhe do të krijojnë lot të nxehtë në kryqëzimet. A mund t'i bëjmë më të holla ose t'i hedhim fileto? Shtuam fileto. Prototipi ishte i shëndoshë. Ky është ROI i fshehur i përvojës.
Mendimi përfundimtar është ky: hedhjen e investimit të prototipit është një dialog. Është një bisedë e prekshme, metalike midis dizajnit tuaj dhe ligjeve të fizikës dhe metalurgjisë. Qëllimi nuk është një artikull i parë i përsosur. Qëllimi është një artikull që ju mëson saktësisht se çfarë duhet të ndryshoni për ta bërë të përsosur artikullin e dhjetë, të qindtën dhe të njëmijtë. Është aty ku teoria i bën duart pis. Dhe gjetja e një dyqani që flet atë gjuhë – përmes dekadave të ndërtimit, derdhjes dhe prodhimit të çipave – është rruga e shkurtër.
