本文将介绍向自动支架移除(和精加工)解决方案的过渡,并考虑使用CNC系统与机器人的多功能性和可靠性的优缺点。gydF4y2Ba
金属AM机器人与CNC的自动支撑移除和精加工gydF4y2Ba

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金属增材制造(AM)的使用已经彻底改变了制造业,允许以更快、更经济的方式创建复杂和复杂的部件。然而,这些部件的必要后期处理对每个部件的总体成本带来了时间和财务限制,这可能会完全抵消AM的好处。支架去除是金属AM零件后处理的关键第一步,也是具有挑战性的一步。如今,在制造过程中,支架对于零件的保真度仍然是必不可少的,但必须将其移除,才能获得具有预期形状、特征和公差的所需成品。gydF4y2Ba
虽然手动支架移除仍然是许多金属AM应用的现状,但本文将解决向自动支架移除(和精加工)解决方案的过渡,并考虑使用计算机数控(CNC)系统与机器人的多功能性和可靠性相比的优点和缺点。gydF4y2Ba
支持还是不支持?这就是问题所在gydF4y2Ba
有一种观点认为,AM中的支持移除难题最终将通过所谓的无支持打印来解决。当然,这将是最终目标,允许完全的设计自由和优化的资源效率,因此原材料和能源只用于制造最终部分,而不是支撑部分。gydF4y2Ba
不幸的是,AM部门还没有,虽然通过设计将支持最小化,但在可预见的未来,它们仍然是必要的。在几乎所有情况下,尽量减少支架的材料和能源使用量都是正确的做法,但这也可能损害设计自由度,并对最终用途部件的预期功能产生负面影响,例如,可能需要设计填充腔或悬垂,从而导致轻量化损失。生成式设计也可能受到不必要的限制,以获得减少支撑所需的角度。gydF4y2Ba
对减少支持的关注也会影响流程效率。例如,长部件可能必须在特定的方向上构建,因此占用了更多的构建板,而堆叠的构建可能因为相互连接的支撑结构而变得不切实际。gydF4y2Ba
简而言之,虽然我们应该总是争取更少的支持,但它们目前仍然是大多数复杂AM应用程序的必要工具。gydF4y2Ba
手工后期处理gydF4y2Ba
令人震惊的是,手动支持删除仍然是大多数AM用户今天的选择过程。它需要训练有素的技术人员用各种传统手工工具移除支架。Dremels也很有用。它经过了尝试和测试,但需要技巧、解决问题的能力和创造力。它可以很好地适用于高混合,低产量的生产环境。gydF4y2Ba
然而,手动移除支架也非常耗时、劳动密集型、混乱,有毒粉尘需要PPE或屏蔽环境。粉末着火和爆炸的风险,重复性劳损是常见的问题。此外,由于人与人之间,甚至从班次到班次之间的可变性,导致质量控制问题和报废率的增加,因此不能准确地重复。如果对AM零件的需求开始显著增加,也很难扩大规模。gydF4y2Ba
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在自动化金属AM零件后处理的解决方案方面已经取得了一些进展。最常见的是数控铣床的使用,这是一种经过验证的技术,适用于各种制造应用,包括AM的混合方法。不可否认,它们是准确的和可重复的。然而,仅仅因为某些东西很常见,在某些领域有良好的记录,并不一定意味着它总是最好的解决方案。gydF4y2Ba
CNC可以很好地工作,如果所讨论的部件具有严格的公差特征,并且平面度、圆度、同心度或尺寸必须在几微米以内。它也是大型批量构建中去除支撑的首选技术,在这些构建中,几何形状简单,或者只在几个方向上易于固定。同样,它可以很好地适用于用CNC EDM移除平台的打印,以照顾大多数支架。gydF4y2Ba
然而,数控机床并不是薄壁组件,节省空间的堆叠构建,以及具有晶格结构或分离支撑的部件的良好解决方案。同样公平地说,CNC程序员不喜欢一次性生成设计的具有复合曲线的有机形状。gydF4y2Ba
这开始澄清并加强了反对CNC在AM生态系统中移除支持的论点。gydF4y2Ba
AM的主要驱动因素之一是设计的灵活性,允许用户迭代,定制和升级组件从一个批次到下一个批次。这意味着使用AM进行生产的公司很少会投资于刚性工业自动化。任何迭代,对设计的任何更改都意味着新的刀具轨迹的新的CNC轨迹,并且成本很高。AM需要将这种设计灵活性贯彻到制造工艺链的每一步。gydF4y2Ba
模具和夹具的问题也类似。刚性工业自动化所需的高精度夹具是没有意义的,除非你准备长期致力于设计。gydF4y2Ba
然后还有批与批之间可变性的问题。即使你有一个完美的夹具和一个完美的刀具路径,依赖一个完全可预测的支撑表面直接从打印机可能不是最好的主意。这是因为预期AM支持偏转,因此AM部件不必。AM支架做得很薄,以最大限度地利用粉末库存。薄连接组件,以尽量减少表面目击者,使其易于打破脚手架。材料成分有时甚至会在批次之间发生变化,这意味着支架在批次之间的外观和行为可能非常不同。gydF4y2Ba
机器人救援gydF4y2Ba
因此,AM需要能够适应可变性的自动化,特别是支持和证人移除。通过使用复杂的软件和人工智能系统来帮助生成刀具路径和机器人运动,而无需动员整个系统工程团队,这一挑战已经得到了解决。这允许快速迭代以及小批量的自动化。gydF4y2Ba
3D扫描可用于定位零件,而不是高精度夹具,这意味着桌面FDM打印机可用于快速制作塑料夹具,而无需担心精度或设计更改。此外,力传感器可用于感受表面并相应地调整加工,或在高点上花费更多时间,直到达到最终形状,或抛光到一致的光面。gydF4y2Ba
一个巨大的优势是任何工具都可以用于支架移除和精加工。如果已经知道哪些工具可以与打印的材料或支撑类型相匹配,则可以将相同的工具附加到机器人上,从而更加自信地实现自动化。使用今天的技术,添加一个新的定制工具的步骤基本上就像在数控机床上添加一个新型的立铣刀,并且不需要按小时收费的系统集成商。gydF4y2Ba
Rivelin 半岛app官网Robotics专门从事金属AM后处理,已经有了这样的产品。该公司专门从事机器人的开发和安装,用于广泛的AM后处理应用。在去除金属增材制造部件的支撑的背景下,Rivelin Robotics提供了先进的机器人解决方案,专门用于可靠和准确地执行这一任务。半岛app官网gydF4y2Ba
与传统数控机床相比,该公司的机器人具有一系列优势,例如在支持移除和精加工时提高了速度、精度和可重复性。它们还具有高度的灵活性,这使得它们可以轻松地适应不同的应用程序和流程。gydF4y2Ba
Rivelin 半岛app官网Robotics公司的机器人在设计时也考虑到了安全性,具有保护外壳和安全功能,可以降低事故和受伤的风险。此外,功率和冷却剂的要求远低于数控机床,这有助于提高资源效率和能源效率,同时减少浪费。gydF4y2Ba
总而言之,与数控机床相比,机器人由于其速度、效率、灵活性、准确性、可重复性、安全性、成本效益和可持续性,正在成为自动从金属AM零件上移除支架的优越解决方案。在这一过程中使用机器人不仅可以产生更好的成品,而且还提供了一个更安全、更可持续和更具成本效益的端到端制造过程。gydF4y2Ba
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