在3D打印中增加加工余量(即預(yù)留后續(xù)機(jī)加工所需的材料量),需要從設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)到后處理的多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃,適用于工業(yè)級(jí)生產(chǎn)。
1.主動(dòng)補(bǔ)償余量,模型縮放補(bǔ)償,根據(jù)材料收縮率、打印變形趨勢(shì),在建模時(shí)按比例放大模型(如金屬粉末燒結(jié)通常需放大0.5%~2%)。例如:某鋁合金零件設(shè)計(jì)尺寸100mm,實(shí)際打印時(shí)模型縮放至101.5mm,預(yù)留后續(xù)CNC精加工余量。
2.關(guān)鍵區(qū)域局部加厚:對(duì)需要高精度配合的面(如軸承孔、裝配面),在模型上直接增加余量(0.2~0.5mm)。工具推薦:通過SolidWorks或Fusion 360的「偏移面」功能定向補(bǔ)償。
3.打印工藝參數(shù)優(yōu)化:分層策略調(diào)整,在切片軟件中設(shè)置外輪廓多打印1-2圈(如Simplify3D的“外壁層數(shù)”參數(shù)),增強(qiáng)表面致密度,便于后續(xù)拋光;金屬打印:使用較低激光功率+多道掃描策略,減少熔池波動(dòng)導(dǎo)致的表面粗糙度差異。支撐結(jié)構(gòu)優(yōu)化:在需機(jī)加工的區(qū)域(如深孔底部)增加支撐接觸面積,避免支撐拆除后表面凹陷,預(yù)留打磨余量。
4.后處理環(huán)節(jié)規(guī)劃:熱處理變形預(yù)判,對(duì)金屬打印件,在應(yīng)力釋放熱處理后實(shí)測(cè)變形量,反向修正原始模型余量(如某316L不銹鋼件因熱處理收縮0.8%,需提前補(bǔ)償);基準(zhǔn)面標(biāo)記與定位,打印時(shí)在非關(guān)鍵區(qū)域增加工藝基準(zhǔn)凸臺(tái)(如3個(gè)定位圓柱),作為后續(xù)CNC加工的裝夾基準(zhǔn),避免因裝夾誤差消耗余量。
5.工程塑料:層間結(jié)合力、翹曲變形;光敏樹脂是后固化收縮率、支撐拆除損傷;碳纖維復(fù)合材料是纖維的排布方向,層壓后尺寸穩(wěn)定性。
需要注意的是:避免過渡補(bǔ)償,動(dòng)態(tài)調(diào)整策略,軟件的協(xié)同。通過系統(tǒng)化余量控制,可顯著降低后處理成本。

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