Bagaimana untuk mengelak daripada merosakkan permukaan bahagian semasa proses sokongan?

一, Untuk menyandarkan mekanisme kerosakan proses yang mungkin berlaku
1. Kerosakan akibat ketegangan mekanikal
Penyok dan calar: Apabila roda pengisar biasa atau berus dawai menanggalkan penyokong, zarah keras boleh meninggalkan calar pada permukaan bahagian, terutamanya pada bahan halus seperti aloi titanium dan aloi kromium kobalt.

Ubah bentuk dan keretakan: Apabila mengisar atau berpusing, tekanan boleh terkumpul pada titik di mana sokongan bertemu bahagian tersebut. Ini boleh menghasilkan ubah bentuk tempatan dan juga retakan mikro, seperti di kawasan dengan dinding nipis atau rasuk julur.
2. Masalah dalam haba-zon terjejas (HAZ)
Memotong menggunakan laser: Apabila memotong sokongan, pancaran laser tenaga-tinggi boleh menyebabkan bahagian menjadi terlalu panas di kawasan tertentu. Ini boleh menyebabkan pengoksidaan permukaan, perubahan dalam kekerasan atau kekasaran butiran (seperti aloi suhu tinggi- Inconel 718).
Pemesinan nyahcas elektrik (EDM): Nyahcas menghasilkan suhu yang sangat tinggi (sehingga 8000–12000 darjah ) yang boleh mencairkan semula lapisan permukaan dan meningkatkan ketegangan sisa.
3. Kemungkinan berlakunya pencemaran kimia
Bahan menghakis: Apabila goresan kimia digunakan untuk mengeluarkan sokongan, tidak mengawal kepekatan larutan dengan betul mungkin menyebabkan permukaan bahagian itu terhakis secara sekata atau membentuk lubang (seperti apabila aloi aluminium bertindak balas dengan larutan berasid).
Pencemaran silang: Apabila bahan sokongan (seperti keluli tahan karat) dicampur dengan bahan komponen (seperti aloi titanium) untuk dikitar semula, kekotoran boleh masuk ke dalam campuran dan mengubah ciri-ciri bahan tersebut.
2, Pengoptimuman proses: kawalan penuh proses dari reka bentuk hingga pemprosesan
1. Menambah baik reka bentuk struktur sokongan
Jadikan kawasan sesentuh lebih kecil: Untuk mengurangkan daya mekanikal apabila menanggalkan sokongan, gunakan sokongan titik atau sokongan garisan dan bukannya sokongan permukaan. Sebagai contoh, reka bentuk sokongan implan perubatan, seperti cawan acetabular, boleh menjadikan diameter sesentuh lebih kecil daripada 0.5mm.
Reka bentuk yang mudah dipecahkan: Buat bintik-bintik lemah dalam sambungan antara sokongan dan bahagian, seperti alur-berbentuk V atau-lubang pragerudi, untuk memudahkannya memecahkannya dengan tangan atau memotongnya dengan tekanan rendah kemudian.
Bahan sokongan larut: Untuk struktur dalaman yang rumit, air-larut atau panas-bahan sokongan cair seperti polivinil alkohol (PVA) digunakan. Bahan-bahan ini dikeluarkan dengan melarutkan atau memanaskannya untuk mengelakkan sentuhan mekanikal.
2. Kawalan tepat parameter pemprosesan
Memotong dengan tekanan rendah:
Memotong wayar (WEDM): Menggunakan parameter dengan lebar nadi kurang daripada 10 μs dan arus puncak kurang daripada 5A untuk memastikan input haba rendah dan menghentikan permukaan daripada mencair semula.
Pemotongan pancutan air: Untuk memotong sejuk dan mengelakkan kesan haba, tekanan dikekalkan antara 200 dan 400 MPa. Ini dilakukan dengan air tulen atau pancutan air dengan bahan pelelas seperti garnet ditambah.
Pengilangan berlapis: Untuk sistem sokongan tebal, teknik pengilangan berlapis dengan kedalaman pemotongan pendek (<0.2mm) and a high feed rate (>500mm/min) digunakan untuk menyebarkan daya pemotongan dan mengurangkan risiko ubah bentuk.
3. Aplikasi banyak proses bersama-sama
Sokongan komposit mekanikal laser: Pertama, gunakan-laser kuasa rendah (kurang daripada 100W) untuk mencairkan sambungan antara bahagian dan sokongan. Kemudian, gunakan alatan tangan untuk memecahkannya untuk mengurangkan tekanan mekanikal. Mesin Laser M2 Konsep GE Additive, sebagai contoh, menggunakan teknologi ini untuk berfungsi dengan bahagian aloi titanium.
Rawatan sinergistik mekanikal kimia: Untuk kepingan yang diperbuat daripada aloi aluminium, mula-mula gunakan larutan alkali (seperti NaOH) untuk melarutkan sebahagian daripada sokongan. Kemudian, untuk mengelakkan calar, gilap seluruh struktur dengan kain penggilap lembut (seperti nilon).
3, Memilih Alat dan Bahan: Penghalang untuk Perlindungan Permukaan
1. Alat yang tidak bersentuhan
Sokongan untuk ultrasonik: Menggunakan-getaran frekuensi tinggi (20–40 kHz) untuk memecahkan struktur sokongan, yang bagus untuk bahagian ketepatan seperti sistem saluran mikro. Sebagai contoh, sistem sokongan ultrasonik Sonic Mill boleh memegang sokongan yang berdiameter kurang daripada 1mm.
Goresan plasma ialah proses mengalihkan bahan sokongan secara selektif menggunakan plasma suhu-rendah, seperti gas campuran Ar/O2, untuk mengelakkannya daripada bersentuhan antara satu sama lain. Pendekatan ini telah digunakan untuk penyokong aloi kromium kobalt yang tidak mempunyai sebarang sokongan, dengan kekasaran permukaan Ra<0.8 μm.
2. Alatan yang lembut atau boleh dibengkokkan
Kepala penggilap silikon: A Shore Kepala penggilap silikon kekerasan 30–50 yang berputar perlahan (kurang daripada 500 rpm) boleh digunakan untuk membersihkan bahagian melengkung dan membuat calar kurang kelihatan.
Penyelesaian penggilap magnetik: meletakkan zarah feromagnetik (seperti silikon karbida) dalam minyak- atau pembawa berasaskan air-dan menggunakan medan magnet untuk menggerakkan zarah-zarah itu ke sekeliling untuk menggilap titik buta. Penyelesaian penggilap magnet Magnalux, misalnya, telah digunakan untuk merawat bilah enjin pesawat tanpa sebarang sokongan.
3. Teknologi untuk pemprosesan pada suhu rendah
Pengilangan penyejukan nitrogen cecair: Semasa operasi pengilangan, sembur nitrogen cecair (-196 darjah ) pada bahan sokongan untuk menjadikannya rapuh, merendahkan daya pemotongan dan mengelakkan kepingan daripada terlalu panas. Kaedah ini telah digunakan pada bahagian aloi suhu tinggi-nikel yang tidak disokong yang mempunyai perubahan kekerasan permukaan kurang daripada 5%.
Pembersihan dengan letupan ais kering: Untuk menyembur zarah ais kering (-78 darjah ), aliran udara tekanan tinggi (0.5–0.7MPa) digunakan. Ini menjadikan struktur sokongan rapuh dan jatuh, yang baik untuk laluan dalaman yang rumit.
4, Perlindungan selepas pemprosesan: dua jaminan pembaikan dan pengukuhan
1. Teknologi untuk membaiki permukaan
Pelapisan laser: Bahan yang sama digunakan untuk membaiki calar mikro atau lubang yang berlaku selepas menanggalkan sokongan. Anda boleh memilih ketebalan lapisan pelapisan dari 10 hingga 50 μm, dan kekuatan mengikat dengan substrat adalah melebihi 400MPa.
Penggilap elektrokimia: menggunakan elektrolit (campuran asid fosforik dan asid sulfurik) untuk melarutkan bit yang melekat pada permukaan objek secara selektif untuk mendapatkan kemasan yang licin. Sebagai contoh, penggilap elektrokimia boleh menurunkan kekasaran permukaan Ra bahagian aloi titanium daripada 3.2 μm kepada 0.2 μm.
2. Perlindungan daripada salutan
Pemendapan Wap Fizikal (PVD): Meletakkan salutan keras seperti TiN dan CrN pada permukaan item, dengan ketebalan 1–3 μm, boleh menjadikannya lebih tahan haus dan kakisan. Selepas rawatan salutan TiN, contohnya, kekerasan permukaan implan perubatan meningkat tiga kali ganda dan pekali geseran turun sebanyak 50%.
Salutan penukaran kimia: Rawatan kimia, seperti pempasifan kromat, membuat deposit oksida tebal pada permukaan bahagian. Ini menghentikan pencemaran sekunder semasa proses tidak disokong. Selepas rawatan kromat, contohnya, bahagian aloi aluminium boleh menahan kakisan semburan garam selama lebih daripada 1000 jam.