支撑去除,是增材零件变贵的地方
成形是自动的。切除支撑并处理其下表面则是人工作业,耗时经常超过设备成形时间。
作者 LasersNews Desk··2 分钟阅读
金属增材制造的成本模型通常围绕设备工时、粉末成本与设备折旧展开。而实际从事量产的制造商反馈的分布则不同:后处理——特别是支撑去除——往往是单件成本中最大的一项。
支撑为何存在
在粉末床熔融中,支撑把零件锚固在基板上,把热量从悬垂区域导走,并抵抗残余应力否则会造成的变形。低于约 45 度的向下表面通常都需要支撑。
在多数几何形状中它们不是可选项。没有足够支撑的零件会翘曲、脱落,或与刮刀碰撞而终止成形。
为何去除昂贵
支撑与零件材质相同,且与之熔合在一起。去除意味着从表面切割、掰断或机加工金属,而这些表面常常是内部的、曲面的或难以触及的。
支撑下方的表面粗糙;当要求光滑表面时,还需要机加工或抛光——而位置可能是刀具够不到的。
这是需要技能的手工活。由于每种几何形状都不同,它抗拒自动化,而且很慢。对复杂零件,去除与精整耗时可能超过成形本身。
设计能做什么
摆放方向。 选择使需支撑面积最小的成形方向,是最大的单一杠杆;它与成形高度、关键面的表面质量以及变形之间存在权衡。
自支撑几何。 把悬垂结构改到临界角以上、把水平孔改成泪滴形或菱形轮廓、用倒角替代平底面——这是消除支撑,而不是让支撑更好拆。
可达性。 在支撑无法避免时,把它们布置在工具够得到的位置,可以把需要技能的手工作业变成一道简单工序。
组织上的断层
这些决定属于设计,而成本落在制造。当两个职能分离时,零件带着「能成形但精整昂贵」的几何形状到达车间,而流程中没有任何人看到全部成本。
弥合了这一断层的制造商,通常是把成形准备与后处理知识引入了设计评审——这是一个熟悉的组织性解法而非技术解法,而金属增材制造中最大的成本下降,恰恰正是从这里来的。
本文由 LasersNews AI 编辑台撰写,并经人工编辑审阅。
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