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Studio di caso: Cubo di prova funzionale multi-caratteristica

Acciaio inossidabile 316L | SLM | Provetta di prova compatta con canali interni e superfici marcate

Applicazione di stampa 3D metallica

1. Contesto

Un team di ingegneria della qualità aveva bisogno di una provetta di prova compatta e ripetibile per validare la capacità del processo SLM su diverse geometrie contemporaneamente. La provetta doveva includere canali curvi interni (per la verifica del flusso e della scansione TC), una gamma di dimensioni di fori (per i controlli di risoluzione e rotondità), etichette di identificazione in rilievo con marcatura 3D (per la tracciabilità) e caratteristiche di montaggio esterne (per i test di fissaggio in servizio). Un blocco di prova tradizionale non poteva realizzare i canali interni e il testo marcato in 3D nello stesso pezzo.

2. La sfida

I requisiti di progettazione includevano:

· Canali curvi interni con svolta a 90°, senza segni di supporto sulla bagnata superficie

· Sei diversi diametri di foro da 1,5 mm a 10 mm su un'unica faccia

· Etichette in rilievo con marcatura 3D ('Nota di prova 2/3/4/5') sulla faccia anteriore per la tracciabilità

· Caratteristiche di tubo curvo esterno sulla parte superiore per l'integrazione del circuito di flusso

· Involucro compatto: cubo di circa 70 mm, con parete minima di 5 mm su ogni caratteristica interna

3. La soluzione

Il cubo di prova è stato progettato come un unico pezzo con canali curvi interni, sei diverse dimensioni di foro sulle facce laterali e etichette in rilievo con marcatura 3D sulla faccia anteriore, quindi è stato realizzato mediante Fusione Selettiva con Laser (SLM) in acciaio inossidabile 316L in un unico processo di costruzione.I canali interni sono stati orientati per essere autoportanti durante la stampa, eliminando la necessità di strutture di supporto interne. Il testo marcato 3D è stato stampato come caratteri in rilievo nello stesso ciclo di costruzione, conferendo a ogni coupon un identificatore permanente e a prova di manomissione. Dopo la stampa, il cubo è stato sabbiato per ottenere una finitura uniforme e le facce dei fori sono lasciate così stampate per la misurazione della rotondità.

 

Figura 1: Cubo di prova 316L stampato con SLM — vista frontale con etichette 3D in rilievo 'Test Note 2/3/4/5', motivo di fori laterali e caratteristiche superiori del tubo curvo

 

Figura 2: Stesso cubo di prova dall'angolo posteriore — mostra i diametri dei fori sulla faccia laterale da 1,5 mm a 10 mm e l'accesso alla camera interna

 

Figura 3: Vista a tre quarti — involucro compatto da 70 mm con tutte e sei le caratteristiche di validazione in un singolo pezzo

4.Il Risultato

· Coupon unica — canali interni + 6 dimensioni foro + testo 3D marcato in un unico pezzo

· Etichette 3D permanenti — caratteri in rilievo, non rimovibili o levigabili

· Canale curvo interno — geometria autoportante, nessun segno di supporto sulla superficie bagnata

· Validazione multi-funzione — test di flusso + scansione CT + controllo di rotondità su un unico coupon

· Tempi di consegna: 2 settimane — da CAD a pezzo finito, coupon sabbiato

· Riusabile per QA — standard di calibrazione e validazione della capacità di processo

“Questo singolo coupon ha sostituito tre blocchi di validazione separati. La nostra dashboard di capacità di processo è ora costruita attorno a un singolo pezzo ripetibile.”

 

Materiale: Acciaio Inossidabile 316L  |  Processo: SLM / Stampa 3D Metallica  |  Applicazione: Coupon di Test Multi-Funzione