Adakah semua bahagian bercetak 3D logam memerlukan rawatan haba?

1. Tugas utama rawatan haba adalah untuk menghilangkan kecacatan dan menjadikan sesuatu berfungsi dengan lebih baik.
Proses pemanasan, penebat dan penyejukan boleh meningkatkan struktur mikro bahagian cetakan 3D logam dengan rawatan haba. Ini menjadikan bahagian berfungsi lebih baik secara keseluruhan.
Menghilangkan tekanan baki: Penyejukan dan pemejalan yang tidak sekata semasa pencetakan boleh menyebabkan tekanan baki di dalam kepingan dengan mudah, yang boleh menyebabkan ia bengkok atau berkecai. Penyejukan perlahan sepanjang proses penyepuhlindapan mungkin membantu melegakan tekanan. Selepas penyepuhlindapan, sebagai contoh, kadar pengurangan tegasan bahagian struktur aeroangkasa mungkin lebih daripada 80%.
Meningkatkan sifat mekanikal: Pelindapkejutan dan pembajaan bersama-sama boleh menjadikan perkara lebih sukar dan lebih kuat. Sebagai contoh, selepas pelindapkejutan, keluli tahan karat 316L adalah 30% lebih keras dan lebih tahan haus, menjadikannya baik untuk bahagian mekanikal yang perlu membawa berat yang banyak.
Penapisan bijirin: Proses penghabluran semula arah menguruskan kecerunan terma untuk menggabungkan butiran kecil ke dalam hablur kolumnar. Ini menjadikan bahan lebih mampu menahan rayapan pada suhu tinggi. Penyelidikan MIT menunjukkan bahawa selepas rawatan penghabluran semula arah, saiz butiran aloi suhu tinggi-berasaskan nikel meningkat dengan beberapa urutan magnitud dan hayat rayapan bertahan lebih lama.
Rawatan untuk ketumpatan: Penekanan isostatik panas (HIP) menyingkirkan liang dalaman dengan menggunakan suhu tinggi dan tekanan tinggi. Ini menjadikan ketumpatan bahan hampir 100%. Sebagai contoh, rawatan HIP telah meningkatkan hayat keletihan kitaran rendah cakera turbin dalam enjin pesawat daripada 5000 kitaran kepada 20000 kitaran.
2. Situasi tanpa rawatan haba: menambah baik ciri dan proses bahan
Walaupun rawatan haba mempunyai banyak faedah, komponen boleh digunakan dengan segera tanpa sebarang kerja tambahan dalam situasi berikut:
Bahagian yang tidak memerlukan banyak tekanan: Jika struktur bahagian adalah asas, saiznya sederhana, dan ia tidak mengambil berat tentang tekanan sisa, anda tidak perlu menyepuhnya. Contohnya, bahagian struktur hiasan kecil atau tidak-beban-tidak mungkin akan herot dan tidak menjadikan rawatan haba berbaloi.
Gabungan bahan dan proses yang berbeza: Sesetengah bahan telah mencipta struktur mikro yang sempurna semasa dicetak. Sebagai contoh, teknik peleburan terpilih rasuk elektron (EBSM) menyejuk dengan lebih perlahan, yang bermaksud bahagian cetakan aloi titanium (Ti6Al4V) tidak menjadi kasar, yang baik untuk implan perubatan kerana ia perlu biokompatibel.
Senario untuk memberi perhatian kepada kualiti permukaan: Jika bahagian perlu sangat licin, rawatan haba boleh menyebabkan ia teroksida atau berubah bentuk. Pada ketika ini, rawatan haba boleh digantikan dengan kaedah rawatan permukaan termasuk penggilap kimia dan penggilap laser. Selepas penggilap elektrokimia, kekasaran permukaan implan aloi titanium berliang turun daripada 6–12 μm kepada 0.2–1 μm tanpa memerlukan sebarang rawatan haba lagi.
Pengesahan prototaip pantas: Rawatan haba mungkin menjadikan kitaran pembangunan lebih lama pada peringkat reka bentuk produk. Sebagai contoh, engsel fleksibel bersepadu dalam kawasan elektronik pengguna memerlukan bahagian prototaipnya dibuat dengan cepat, dan menggunakan bahagian bercetak secara langsung boleh mempercepatkan proses pengesahan.
3. Rangka kerja untuk membuat keputusan: Mencari keseimbangan yang betul antara prestasi, kos dan kecekapan
Tinjauan menyeluruh pada pembolehubah berikut diperlukan untuk memutuskan sama ada melakukan rawatan haba atau tidak:
Keperluan fungsian: Bahagian aeroangkasa mesti mampu mengendalikan suhu dan ketegangan yang luar biasa, itulah sebabnya rawatan haba adalah penting.
Implan perubatan perlu kuat dan selamat untuk badan, dan rawatan penyepuhlindapan atau HIP boleh membantu ia berfungsi dengan lebih baik.
Jika satu-satunya perkara yang penting ialah bagaimana rupa arca seni atau kepingan paparan, rawatan haba boleh dilangkau untuk menjimatkan wang.
Aloi suhu tinggi-berasaskan nikel-kemungkinan retak, oleh itu ia memerlukan penyelesaian pepejal dan rawatan penuaan untuk menjadikannya lebih keras.
Bahagian yang diperbuat daripada aloi aluminium (seperti AlSi10Mg) mengandungi butiran mikroskopik, yang menjadikannya ringan serta-merta.
Jenis proses: Proses peleburan katil serbuk (PBF) perlu disepuh kerana ia cepat sejuk dan meninggalkan banyak ketegangan.
Oleh kerana ia mempunyai input haba yang tinggi dan tahap tegasan yang rendah, teknik pemendapan tenaga terarah (DED) mengurangkan keperluan untuk rawatan haba.
Had kos: Peralatan HIP mahal untuk dibeli dan dijalankan, yang menyukarkan perniagaan bersaiz-kecil dan sederhana untuk membelinya. Mereka perlu mencari kompromi antara prestasi dan kos.
Rawatan haba bagi komponen struktur yang rumit mungkin menyebabkannya berubah bentuk. Untuk mengelakkan ini, pengoptimuman simulasi harus digunakan untuk menyokong reka bentuk dan meningkatkan perbelanjaan penyelidikan dan pembangunan.