Mikä on metallin 3D-tulostuksen-jälkikäsittelyn päätarkoitus?

1. Päästä eroon tuotantovirheistä: varmista, että tuotteet täyttävät laatukriteerit
Koska metallista 3D-tulostus kerää kerroksia, esineen pinnassa ja sisällä on aina puutteita. Jos näitä ongelmia ei korjata, ne vaikuttavat suoraan osien toimintaan ja kestävyyteen.

Pintavirheiden korjaaminen
Painetuilla osilla on usein ongelmia pinnoillaan, kuten kerrosviivoja, purseita ja tuen jäämiä. Esimerkiksi painettujen alumiiniseososien pinnan karheus voi olla jopa Ra10–20 μm, mikä on huomattavasti suurempi kuin perinteisen käsittelyn Ra1,6 μm. Pintakäsittelymenetelmät, kuten hiekkapuhallus, kiillotus ja hionta, voivat tehdä pinnasta paljon tasaisemman. Esimerkiksi hiekkapuhalluksen jälkeen tietyn lentokonemoottorin siiven pinnan karheus muuttui Ra15 μm:stä Ra3,2 μm:iin. Tämä pääsi eroon pinnan mikrohalkeamista ja esti väsymysmurtumien syntymisen stressin keskittymisen vuoksi.
Päästä eroon sisäisistä vioista
Kun metallia tulostetaan 3D-tulostuksessa, siinä voi olla sisäisiä vikoja, kuten huokosia ja halkeamia, jos jauhe ei sulaudu kokonaan tai kaasu ei tule ulos tarpeeksi nopeasti. Hot isostatic pressing (HIP) -teknologia käyttää korkean-lämpötilan ja korkean-paineen ympäristöä (yleensä 1000–1200 astetta ja 100–200 MPa) materiaalien muodon muuttamiseen, sisäisten huokosten sulkemiseen ja tiheyden nostamiseen 98 %:sta yli 99,9 %:iin. Sen jälkeen kun eräs lääkinnällisiä laitteita valmistava yritys käytti HIP-käsittelyä titaaniseoksesta valmistettujen lonkkaproteesien 3D-tulostukseen, väsymisikä piteni 106 kertaa 10⁷ kertaa, mikä täytti kansainväliset standardit.
2. Paranna materiaalien suorituskykyä: varmista, että ne kestävät vaikeita työolosuhteita
3D-tulostettujen metalliosien mikrorakenne eroaa aiemmin valmistettujen esineiden mikrorakenteesta, ja jälkikäsittelyä tarvitaan, jotta ne toimisivat paremmin.

Lievittää jäännösstressiä
Kun metalli 3D-tulostus lämpenee ja jäähtyy nopeasti, se jättää jäljelle jäännösjännitystä. Jäännösjännitys voi olla 50–70 % ruostumattomasta teräksestä valmistettujen painettujen osien myötölujuudesta, mikä voi helposti johtaa ne taipumaan tai särkymiseen. Jonkin pitäminen 500–700 asteessa 2–4 ​​tuntia ja sen jälkeen hitaasti jäähtyä on esimerkki hehkutustoimenpiteestä, joka voi vähentää jäännösjännitystä yli 80 %. Tietty autonosia valmistava yritys pidensi 3D{12}}painetun muottiteräksensä käyttöikää 50 000 kertaa 200 000 kertaa sen hehkutuksen jälkeen. Ne myös vähentävät muodonmuutoksia 90%.
Organisaatiorakenteen sääntely
Painettujen materiaalien pylväsmäinen kiderakenne aiheuttaa anisotropiaa, mikä heikentää suorituskykyä. Karkaisu ja karkaisu voivat pienentää raekokoa ja luoda yhtenäisen martensiittisen rakenteen. Karkaisun (jäähdytys vedessä 1050 asteessa) ja karkaisun (ilmajäähdytys 650 asteessa) jälkeen 316L ruostumattoman teräksen vetolujuus laski 680 MPa:sta 920 MPa:iin ja venymä 40 %:sta 25 %:iin. Isotropia kuitenkin parani paljon, mitä ilmailun rakenneosat tarvitsevat.
Parantaa pinnan suorituskykyä
Osia voidaan tehdä korroosiota ja kulumista kestävämmiksi käyttämällä pintakäsittelyjä, kuten galvanointia, kemiallista pinnoitusta, anodisointia ja muita. Eräs merenkulkualan insinööritoimisto käyttää kemiallista nikkelifosforipinnoitustekniikkaa ruostumattomasta teräksestä valmistettujen 3D--venttiilien käsittelyyn. Tämän ansiosta ne kestävät suolasuihkukorroosiota 2000 tuntia vain 240 tunnin sijaan, mikä on mitä tarvitaan syvänmeren-operaatioissa.
3. Mittatarkkuuden parantaminen: tarkat kokoonpanostandardit
Metallin 3D-tulostuksen mittatarkkuus on tyypillisesti ± 0,1-0,5 mm, mikä vaikeuttaa korkean-tarkkuuskokoonpanon tarpeita. Jälkikäsittelyssä käytetään menetelmiä, kuten koneistusta ja langan leikkaamista, jotta asiat sopivat täydellisesti.

Pintojen käsittelyyn sopiva
Pinnoille, jotka on sovitettava muihin osiin, kuten reikiin, akseleihin ja tasoihin, on käytettävä tekniikoita, kuten jyrsintä ja hionta, jotta saadaan oikeat suunnittelumitat. Tietty ilmailu- ja avaruusalan yritys käyttää viisi-akselista nivelkoneistuskeskusta 3D--tulostettujen titaaniseoksesta valmistettujen kiinnikkeiden tarkkaan käsittelyyn. Tämä pitää liitospinnan mittatoleranssin välillä ± 0,3 mm ja ± 0,02 mm ja varmistaa, että kiinnikkeet sopivat täydellisesti moottorijärjestelmään.
Kiinnityslangat
Lankojen tulostamisessa voi olla vaikeuksia, kuten puuttuvia hammasprofiileja ja jakovirheitä. Kierteen jyrsintä tai valssaus voi korjata kierteen tarkkuutta. Tietty lääkinnällisiä laitteita valmistava yritys käyttää langanvalssaustekniikkaa 3D-tulostettujen ruostumattomasta teräksestä valmistettujen luunaulojen kanssa. Kierretarkkuus on 6 g:n tasolla (ISO-standardi), ja vääntömomentin vaihtelualue luulevyjen kanssa yhdistettynä laskee ± 15 %:sta ± 5 %:iin.
4. Noudata alan standardeja: hanki sertifiointi
Terveydenhuollon ja lentoliikenteen kaltaisilla aloilla komponenttien laadulle on asetettu korkeat standardit. Jälkikäsittely-on tärkeä askel näiden standardien saavuttamisessa.

terveydenhuollon alalla
FDA sanoo, että implanttien pinnan karheuden on oltava Ra < 0,8 μm, eivätkä ne saa jättää jälkeensä vaarallisia aineita. Yritys käytti elektrolyyttistä kiillotusta kobolttikromiseoksesta valmistettujen nivelproteesien 3D-tulostukseen. Tämä teki pinnasta vähemmän karkean (Ra0,4 μm) ja pääsi eroon pinnalle jääneistä nikkeli-ioneista. Proteesit läpäisivät myös bioyhteensopivuustestit.
ilmailuteollisuus
NASAn vaatimusten mukaan tärkeiden rakenneosien on kestettävä vähintään 10 kertaa normaalia pidempään. Yritys käytti HIP+lämpökäsittelykomposiittiteknologiaa 3D--painetun nikkeli-pohjaisen korkean lämpötilan-seosturbiinilevyn valmistamiseen. Levy kesti 1,2 × 10 ⁷ sykliä ja läpäisi lentokelpoisuustestin.
5. Kokonaiskustannusten alentaminen: oikean tasapainon löytäminen suorituskyvyn ja kustannusten välillä
Jälkikäsittely{0}} lisää vaiheita, mutta loppujen lopuksi se alentaa kustannuksia parantamalla osien toimintaa ja vähentämällä romun määrää.

Vähennä uudelleentyön kustannuksia
3D-tulostus- ja lämpökäsittelyteknologian käytön jälkeen tietty autojen muotteja valmistava yritys nosti muottien ensimmäisen-läpäisyasteen 60 %:sta 95 %:iin ja leikkasi muodonmuutosten ja halkeilujen aiheuttamia korjauskustannuksia 70 %.
Pidennä palvelun käyttöikää
Erityisen energialiiketoiminnan 3D-painetut ruostumattomasta teräksestä valmistetut pumppurungot, joissa käytetään pintanitrauskäsittelyä. Tämä teki niistä kolme kertaa kestävämpiä kulumista vastaan, pidensi huoltojaksoja kolmesta kuukaudesta kahteentoista kuukauteen ja pienensi vuosittaisia ​​huoltokustannuksia 60 %.