Post-Processing for Directed Energy Deposition Metal Additive Manufacturing

デポジション方式の金属付加製造（積層造形）の後処理

金属パーツの付加製造が、製造のプロトタイプから、材料の拡張、システム改良、自動化などの変化を続けている。しかし、最近まで後処理、特にデポジション方式(DED)に関しては注目されてこなかった。米国調査... もっと見る

出版社	出版年月	電子版価格	言語
Additive Manufacturing Research（旧SmarTech Analysis）アディティブマニファクチャリング	2019年8月16日	US$1,995 シングルユーザライセンス（1PC）ライセンス・価格情報・注文方法はこちら	英語

Table of Contents

Summary

金属パーツの付加製造が、製造のプロトタイプから、材料の拡張、システム改良、自動化などの変化を続けている。しかし、最近まで後処理、特にデポジション方式(DED)に関しては注目されてこなかった。米国調査会社スマーテックマーケッツパブリッシング（SmarTech Markets Publishing）の調査レポート「デポジション方式の金属付加製造（積層造形）の後処理」は、一般的な後処理のステップに注目し、それによって何ができて何が課題であるかについて述べている。ワークフローにおいて留意すべき、あるいは注目されないコストについて述べている。多くのOEMやサービスプロバイダ、特定のケーススタディ、現在進行中の研究について論じている。エンドツーエンドソリューションや自動化、データ最適化、ソフトウェアソリューションなどの今後の動向について論じ、後処理一般に関する法規制の現状についても記載している。

As additive manufacturing of metal parts continues to transform from prototyping to production, we’ve seen materials expand, systems improve, and automation advance. But, until recently, we haven’t seen an increased focus on post-processing, especially as it pertains to directed energy deposition (DED).

With that said, in this report, we look at the common post-processing steps for DED parts, what they can achieve, and the challenges observed. We will discuss the relative cost considerations to keep in mind as well as costs that often go unaccounted for in the workflow. We will also discuss many of the OEMs and service providers that are active in this space. And, often forgotten, we will discuss some of the critical considerations in the design stage that can greatly influence the directed energy deposition post-processing stage in the overall workflow. We finish with a discussion on the future trends, to include end-to-end solutions and automation, data optimization, software solutions, and the current state of standard and regulations as they pertain to post-processing in general.

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Chapter One: Introduction

Chapter Two: Challenges in Post-Processing DED Parts

2.1 Part Removal
2.2 Thermal Post-Processing
2.2.1 Heat Treatment
2.2.2 Solution Treatment Aging (STA) / Age Hardening
2.2.3 Hot Isostatic Pressing (HIP)
2.3 Machining
2.4 Surface Finishing
2.4.1 Contact Surface Finishing
2.4.1.1 Sand Blasting and Shot Peening
2.4.1.2 Centrifugal Disc Finishing (CDF)
2.4.1.3 Centrifugal Barrel Finishing (CBF)
2.4.1.4 Reverse Drag Finishing (RDF)
2.4.2 Laser Surface Finishing
2.4.2.1 Benefits of Laser Surface Finishing
2.4.2.2 Limitations of Laser Surface Finishing
2.4.2.3 Laser Surface Finishing Methods
2.4.3 Electron Beam Polishing
2.4.4 Electropolishing and Electrochemical Machining (ECM)
2.4.5 Chemical Polishing
2.4.6 Chemically Accelerated Vibratory Finishing
2.4.7 Abrasive Flow Machining

Chapter Three: Cost Considerations for Post-Processing Metal AM Parts

3.1 Relative Cost Drivers by Printer Technology
3.2 Relative Cost Drivers by Process
3.2.1 Part Separation and Support Removal
3.2.2 Heat Treatment, HIP and Precipitation Hardening
3.2.3 Surface Finishing
3.3 Hidden Costs
3.3.1 Underestimation of Surface Finish Time
3.3.2 Inadequate Tools for Interior Finishing
3.3.3 Process Knowledge
3.3.4 Skills Gap
3.4 Comprehensive Costs
3.5 A Comparison Across Common Alloys

Chapter Four: Post-Processing OEMs and Service Providers

4.1 Post-Processing Equipment OEMs
4.1.1 Thermal Treatment / HIP
4.1.2 Surface Finishing
4.1.2.1 Laser Surface Finishing
4.1.2.2 Electron Beam Polishing
4.1.2.3 Electropolishing
4.1.2.4 Electro-chemical Finishing
4.1.2.5 Combined Systems
4.1.3 Hybrid Machining
4.2 Post-Processing Service Providers
4.3 Summary

Chapter Five: Design Considerations to Minimize and Optimize Post-Processing

5.1 Internal Passages
5.2 Thermal Processing
5.3 Surface Finishing
5.4 Machining

Chapter Six: Future Trends

6.1 End-to-end Solutions and Automation
6.2 Data Optimization and Industrial IoT
6.3 Software Solutions
6.4 Standards and Regulations

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