Huokoisuus- ja tiheysongelmat
Metallien 3D-tulostettujen esineiden suuri huokoisuus voi vaikuttaa suoraan niiden mekaanisiin ominaisuuksiin ja alentaa niiden tiheyttä. Huokoisuuden syynä voi olla joko riittämätön tai liian paljon energiaa painoprosessin aikana tai ongelmia jauheen valmistustekniikassa. Suuret kuormat aiheuttavat huokoisten osien rikkoutumisen tai muita vaurioita helposti.
Jäljellä olevan stressin kumoaminen
Metallin 3D-tulostuksen yleisiä piirteitä ovat lämmitys ja myöhemmin jäähdytys. Tästä vakavasta lämmönmuutoksesta johtuvat jäännösjännitykset voivat aiheuttaa ongelmia, kuten muodonmuutoksia, halkeamia ja vääntymistä, jotka voivat vaikuttaa osien valmistukseen. Yleensä painokomponentin pohjan ja painoalustan kosketusalueelta löytyy melko keskittynyt jäännösjännitysalue.
Epätasapainoinen mikrorakenne
3D-tulostuksella valmistettujen metalliosien epätasainen mikrorakenne voi vaikuttaa niiden yleiseen suorituskykyyn. Lämpökäsittely voi jossain määrin auttaa ratkaisemaan tämän ongelman, mutta se ei voi tarjota lämpökäsiteltyjen takeiden tai valukappaleiden kaltaista mikrorakennetta.
Halkeilua ja vääristymiä lämpökäsittelyprosessin aikana
Koska jäännösjännitys vapautuu, metalliosat voivat halkeilla ja vääntyä lämpökäsittelyn aikana. Erityisesti jäähdytysvaiheessa kutistumisen aiheuttama reunan käpristymisen muodonmuutos ja halkeilu on melko havaittavissa.
Reaktiosuunnitelma
Hallitse tulostusasetuksia ja materiaalien valintaa.
Ensiluokkaisten raaka-ainetoimittajien ostaminen ja tulostusasetusten, kuten lasertehon, skannausnopeuden jne., optimointi voivat auttaa vähentämään metalliosien huokoisuutta ja takaamaan metallin oikean sulamisen. Pallomaisia hiukkasia sisältävien jauhemateriaalien valinta saattaa siten lisätä valmistettujen tuotteiden tiheyttä.
Lämpökäsittelyn teknologian kehitys
Yksi tärkeimmistä tavoista parantaa mikrorakennetta ja poistaa jäännösjännitystä on lämpökäsittely. Jäännösjännitystä voidaan vähentää tehokkaasti sideaineen polttamisen ja sintrauksen, jännityksenpoiston, kuumaisostaattisen puristuksen (HIP), austenitisoinnin (ja karkaisun) ja karkaisun avulla, jolloin osia vahvistetaan ja karkaistaan. Lämmitys- ja jäähdytysnopeuksien tiukka hallinta koko lämpökäsittelyprosessin aikana auttaa estämään liian nopeiden tai liian hitaiden nopeuksien aiheuttamia halkeamia ja muodonmuutoksia.
Tukikehys ja esilämmitysmenetelmä
Sopivan tukirakenteen käyttö voi auttaa vähentämään jäännösjännityksen muodostumista ja pysäyttämään osien vääntymisen tulostuksen jälkeen. Lisäksi rakennusainesten ja painoalustan esilämmitys auttaa alentamaan lämpötilagradientteja, mikä vähentää jäännösjännitystä. Skannausetäisyyden pienentäminen ja skannausalueen jakaminen pienempiin osiin, joita kutsutaan "saariksi", auttaa saavuttamaan esilämmitysmenetelmän.
Hoidon jälkeen pinnan karheus paranee.
Yleensä metallisten 3D-tulosteiden jälkikäsittely on jauheen ja tuen poistoa, lämpökäsittelyä ja pinnan kiillotusta. Koneistus, hionta tai kiillotus voivat auttaa lisäämään pinnan karheutta vastaavien toimintojen avulla. Samanaikaisesti pinnan karheusongelmia voidaan jonkin verran vähentää säätämällä tulostusparametreja, kuten kerrospaksuutta ja lasertehoa.
Materiaalitutkimus ja teknologinen luovuus
Metallijauheen valmistajat luovat aktiivisesti uusia materiaaleja täyttääkseen tietyt tarpeet, kuten muotteja, jotka johtuvat metallien 3D-tulostuksessa usein käytettyjen karkaisujen ja kovetettujen materiaalien huonosta hitsaussuorituskyvystä. Samaan aikaan muotinvalmistajat tutkivat, kuinka 3D-painettujen muottien suorituskykyä voidaan parantaa myöhemmillä käsittelyillä, mukaan lukien lämpökäsittelyllä. Lisäksi metallin 3D-tulostustekniikka yhdistetään kehittyneempiin teknologioihin älykkäiden ja digitaalisten valmistustekniikoiden kasvaessa tukemaan muottien valmistuksen kasvua kohti parempaa tehokkuutta, parempaa tarkkuutta ja pienempiä kustannuksia.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/high-performance-car-parts-by-3d-printing.html