OLA

دراسة حالة: مكعب اختبار وظيفي متعدد الميزات

فولاذ مقاوم للصدأ 316L | SLM | عينة اختبار مدمجة بقنوات داخلية وأسطح معلَّمة

تطبيق الطباعة ثلاثية الأبعاد بالمعادن

1. الخلفية

احتاج فريق هندسة الجودة إلى عينة اختبار مدمجة قابلة للتكرار للتحقق من قدرة عملية SLM على أشكال هندسية متعددة في وقت واحد. وكان يجب أن تتضمن العينة قنوات داخلية منحنية (للتحقق من التدفق والتصوير المقطعي المحوسب CT)، ومجموعة من أحجام الفتحات (للتحقق من الدقة والاستدارة)، وعلامات تعريف بارزة محفورة ثلاثي الأبعاد (لضمان التتبع)، وميزات تثبيت خارجية (لاختبار الحوامل أثناء الخدمة). ولم يكن من الممكن لكتلة اختبار تقليدية مشغَّلة آليًا أن توفر القنوات الداخلية والنص المحفور ثلاثي الأبعاد في القطعة نفسها.

2. التحدي

تضمنت متطلبات التصميم ما يلي:

· قنوات داخلية منحنية بانعطاف بزاوية 90°، من دون آثار دعامات على السطح المبلل

· ستة أقطار فتحات مختلفة تتراوح من 1.5 مم إلى 10 مم على وجه واحد

· علامات بارزة محفورة ثلاثي الأبعاد ('Test Note 2/3/4/5') على الوجه الأمامي لضمان التتبع

· ميزات أنابيب منحنية خارجية في الأعلى للتكامل مع حلقة التدفق

· أبعاد كلية مدمجة: مكعب بحجم ~70 مم، مع سماكة جدار دنيا 5 مم لكل ميزة داخلية

3. الحل

تم تصميم مكعب الاختبار كقطعة واحدة تضم قنوات داخلية منحنية، وستة أحجام مختلفة من الفتحات على الأوجه الجانبية، وعلامات بارزة محفورة ثلاثي الأبعاد على الوجه الأمامي، ثم تم تصنيعه بتقنية الذوبان بالليزر الانتقائي (SLM) من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L في عملية بناء واحدة. وتم توجيه القنوات الداخلية بحيث تكون ذاتية الدعم أثناء الطباعة، مما ألغى الحاجة إلى هياكل دعم داخلية. وطُبع النص المحفور ثلاثي الأبعاد كأحرف بارزة في عملية البناء نفسها، مما يمنح كل عينة معرِّفًا دائمًا لا يمكن العبث به. وبعد الطباعة، تم إخضاع المكعب للسفع الحبيبي للحصول على تشطيب موحد، وترُكت أوجه الفتحات كما خرجت من الطباعة لأغراض قياس الاستدارة.

 

الشكل 1: مكعب اختبار من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L مطبوع بتقنية SLM — منظر أمامي يُظهر العلامات البارزة المحفورة ثلاثي الأبعاد 'Test Note 2/3/4/5' ونمط الفتحات الجانبية وميزات الأنابيب المنحنية العلوية

 

الشكل 2: مكعب الاختبار نفسه من الزاوية الخلفية — يُظهر أقطار الفتحات على الوجه الجانبي من 1.5 مم إلى 10 مم ومدخل الوصول إلى الغرفة الداخلية

 

الشكل 3: منظر بزاوية ثلاثة أرباع — أبعاد كلية مدمجة بحجم 70 مم مع جميع ميزات التحقق الست في قطعة واحدة

4. النتيجة

· عينة ببناء واحد — قنوات داخلية + 6 أحجام فتحات + نص محفور ثلاثي الأبعاد في قطعة واحدة

· علامات ثلاثية الأبعاد دائمة — أحرف بارزة لا يمكن إزالتها أو صنفرتها

· قناة منحنية داخلية — هندسة ذاتية الدعم، من دون آثار دعامات على السطح المبلل

· تحقق متعدد الميزات — اختبار تدفق + تصوير مقطعي CT + فحص استدارة على عينة واحدة

· مدة التسليم: أسبوعان — من ملف CAD إلى عينة نهائية معالَجة بالسفع الحبيبي

· قابل لإعادة الاستخدام لضمان الجودة — معيار للمعايرة والتحقق من قدرة العملية

“استبدلت هذه العينة الواحدة ثلاث كتل تحقق منفصلة. أصبحت لوحة معلومات قدرة العملية لدينا مبنية الآن على قطعة واحدة قابلة للتكرار.”

 

المادة: فولاذ مقاوم للصدأ 316L  |  العملية: SLM / الطباعة ثلاثية الأبعاد بالمعادن  |  التطبيق: عينة اختبار متعددة الميزات