生产增材制造 (AM) 几乎总是涉及一定程度的后处理,即在通过 3D 打印构建部件形状后进行一定程度的清洁、固化、热处理、加工、染色或其他程序。但 3D 打印部件的精加工 (此处应用涂层、电镀和其他表面改进)目前还未得到广泛或充分理解。
部分原因可能是 AM 在如今往往由精加工商占据的大量生产应用领域进展缓慢;然而,随着产量的增加,3D 打印部件将越来越多地进入需要电镀、粉末喷涂、阳极氧化和类似工艺的地方。当 3D 打印可以提供几何形状,而精加工可以为部件带来所需的导电性、耐磨性或其他特性时,就会出现新的机遇。
斯科特·弗朗西斯
谢谢,Stephanie。大家好。我是 Scott Francis。我一直在编辑《产品精加工》,这是一本主要针对金属电镀、粉末涂料和液体涂料行业的出版物。我已经编辑了几年。在此之前,我曾担任我们另一个姊妹品牌CompositesWorld的写作编辑。我之所以提到这一点,
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是因为当我从报道另一个行业来到 PF 时,我对精加工操作与其他制造商的合作方式非常感兴趣。我知道必须有一种方式来讲述精加工如何与其他流程携手并进并帮助制造业的各个领域的故事,并希望让制造商更好地了解精加工流程,以帮助弥合精加工商、制造商和加工商之间合作方式的差距。所以我很高兴今天能在这里谈论精加工增材制造部件。
斯蒂芬妮·亨德里克森
感谢您的到来。在准备这次谈话的过程中,我已经学到了很多关于精加工的知识。我非常兴奋,这些精加工技术可以应用于增材制造部件,并真正帮助增材制造进一步发展到不同的应用领域。所以在今天的节目的前半部分,我想让我们多谈谈您介绍的不同类型的精加工工艺。然后在后半部分,我们将更多地讨论特定类型的材料和应用,以及如何处理不同的 3D 打印部件。但我想先从词汇开始,因为在谈论如何做这个播客时,我们必须弄清楚如何使用相同的语言。所以在增材制造中,我们一直在谈论我们称之为后处理的东西。但它实际上就像打印后发生的所有事情一样,可能是从构建包中抽出松散的粉末,可能是从构建板上切下金属部件,可能是对这些部件进行热处理,可能是从聚合物部件中去除未固化的树脂,可能是喷漆,可能是染色,可能是精加工,可能是所有这些不同的事情。所以当你谈到精加工时,它意味着什么?这对 PF 的你来说意味着什么?
斯科特·弗朗西斯
因此,传统上,在产品精加工中,我们主要介绍金属基 记者电子邮件资源 材涂层的工艺和技术。例如电镀、阳极氧化、化学镀、电镀技术,以及粉末喷涂、各种底漆和涂料的液体喷涂。其中很多都是针对表面保护和耐腐蚀的。当然,在进行任何工作之前,您还必须做好准备。因此,机械精加工和清洁技术也属于我们所涵盖的范围。这些部分来自真正的准备阶段,以便您可以进入下一阶段,即涂层基材。
斯科特·弗朗西斯
我们来看一下。电镀是在金属物体上涂上一层薄薄的金属,方法是施加 br 号码列表 负电荷,然后将其浸入有电流通过的金属盐溶液中,基本上金属离子会从正极移动到带负电荷的基材上,然后将其涂上一层,这样做有多种原因。也许你想要一个与金属基材不同的装饰层,或者你这样做是为了真正保护底层。但显然,在这种情况下,我们谈论的是导电材料——金属。所以当你考虑使用增材制造的材料时,这一点很重要,你知道,塑料部件,你不能直接放在那些槽里,然后指望会发生什么。所以,你必须为任何塑料部件解决这个问题。阳极氧化是一种类似的电化学过程,也使用电化学浴。但是,这种方法可以增加金属表面自然形成的氧化层,以起到防腐蚀或抗腐蚀的作用。粉末涂料是使用一种带静电的颜料粉末,这样粉末就会粘附在金属表面,然后固化。然后将它们放入烤箱中。因此,您需要再次考虑可能需要不同固化温度的任何材料,您不希望它们通过并导致部件变性或以某种方式损坏部件。因为固化炉的热量。所以您必须考虑这一点。还有其他不同的技术。电泳涂装是一种涂装油漆或底漆涂层的方法,方法是将零件浸入由油漆或环氧树脂组成的槽中,然后施加电荷以将这些油漆颗粒吸引到基材上。还有其他液体涂料和转化涂料。还有选择性电镀。它也被称为刷镀,您不需要浸没槽,您可以使用这种涂装器在小的局部区域电镀这些零件。
斯蒂芬妮·亨德里克森
因此,我们主要讨论的是将某些东西添加到现有部件的基底上。其中一些技术我比较熟悉,或者我遇到过,比如我见过人们将粉末涂层涂在 3D 打印部件上,主要是为了突出 3D 打印部件在大型组件中的位置。我见过阳极氧化处理不同的医疗植入物。几周前,我在 Twitter 上询问了不同的精加工技术,我的一位南非机械工程师粉丝与我分享了这个故事,讲述了一只金刚鹦鹉如何获得替换喙,他们用钛 3D 打印了它,然后对其进行阳极氧化以匹配颜色。我认为有时我们会这样看待精加工,比如让某物看起来正确,让它看起来漂亮。但也有一些非常实用的原因,你可能希望以某种方式进行电镀或涂层。你想谈谈其中的一些吗?
电气性能到本质上,一切都保持稳定,这样,如果发生某种热事件,涂层可以用于所有这些东西。
斯蒂芬妮·亨德里克森
我不会说我报道了很多关于 3D 打印部件的内容。我认为这个问题有很多值得思考的地方。我认为部分原因是我们所处的时机。很多研发工作都涉及 3D 打印或小型生产工作。从这个角度来思考,为什么你要把东西送到电镀车间或送到某种精加工车间,可能是因为你有大量的零件,并且想在生产水平上完成。所以我认为对于很多小批量生产来说,制造商或制造商已经想好了他们想要用零件做什么,然后以某种方式完成它。但是一旦你了解了它的数量,我会说我遇到的最多的是试图解决问题并与制造商合作来完成这件事,就在几个月前,我们在辛辛那提举办的一次顶级商店活动中,有人带着 3D 打印的零件出现了。这是一个相当复杂的事情。他们只是在问,我该如何完成这样的工作?所以我们开始四处走动,与不同的供应商交谈。我相信他们最终与一家化学镀镍供应商交谈,了解他们如何做到这一点,你知道,这真的就像其他制造业一样,每个零件都有很多需要考虑的地方,它的复杂程度,它的构造,你可能需要完成一些区域,而不是掩盖不同的区域。所以老实说,我认为这真的是一个解决问题的问题。我认为这更像是大多数精加工商现在从这些方面考虑的问题。
斯蒂芬妮·亨德里克森
我很喜欢这个故事,比如有人带着这个部件出现在会议上,比如,这是个问题,我需要和谁谈谈?我需要做什么来解决它。所以我同意你所说的关于数量问题,比如我们看到的大多数投入生产的 3D 打印部件都是数百、数千甚至数万个。也许去精加工厂是不值得的,或者不可能去精加工厂进行这种数量的生产。但随着增材制造进入越来越大的增材制造的可能性。还有一些潜在的机会我们还没有利用,增材制造带来了所有这些几何可能性。然后,也许您可以给该部件涂上一层涂层或镀层,以获得其所需的功能,而无需其所有属性都来自您开始使用的字面构造和字面材料。所以,我想这就是我们今天节目的前半部分结束的地方。然后,当我们回来时,我们将更详细地讨论如何处理不同的材料,以及如何实际完成这些 3D 打印部件。
斯科特·弗朗西斯
我们一直在讨论需要导电的部件。所以当我们谈论金属时,实际上,对于该部件的考虑是什么,似乎我们可以直接将它们扔进浴缸。但对于增材制造部件,似乎有更多机会让一些松散的粉末进入其中。所以,我认为当我们考虑那些金属、3D 打印部件时,实际上归结为确保您使用的清洁工艺能够解决其中一些问题,需要挖掘出被困的粉末,无论是通过气动工具,还是某种冲洗,充气冲洗,您可以使用超声波清洗,使用声波来尝试将一些这种东西取出。但基本上,它只是确保部件是干净的,并且您将具有良好的附着力,所有粉末,以及在后处理中发生的任何事情,都得到了处理。另外,我认为孔隙率是另一个考虑因素,只是确保零件下方的任何机械精加工都不会暴露零件的一些大缺陷和较低层。我看到一些公司谈论他们能够从他们擅长的任何角度来处理增材部件。我看到一些公司谈论他们用于增材的清洁工艺,比如他们可能使用的超声波清洁类型,或者用于处理复杂几何形状的不同方法等等。此外,我还看到一些专门从事高性能塑料的公司谈论他们如何处理增材部件。我的意思是,我认为这确实有点回归,这取决于部件。目前有一些研究论文在谈论实际的电镀部件。以及构建和所有这类技术方面。所以我认为那些研究论文是最近的,嗯,你知道,在过去的一年里我看到了一些东西。所以我认为人们正在关注它。我认为就像你之前说的那样,随着产量越来越高,人们将寻求通过精加工应用程序来完成其中一些部件并将它们推向小批量生产。
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