Adakah letupan pasir sesuai untuk semua bahagian bercetak 3D logam?

一, Tugas utama dan had teknologi letupan pasir
1. Tujuan utama sandblasting
Letupan pasir menggunakan udara termampat untuk menolak bahan pelelas seperti pasir kuarza, pasir berlian, manik kaca dan lain-lain ke permukaan bahagian dengan cepat. Ini mempunyai kesan berikut:
Membersihkan permukaan: Buang kotoran seperti skala oksida, bintik minyak dan serbuk yang tidak bercantum;
Kawalan kekasaran: Tukar kekasaran permukaan (Ra 0.8–6.3 μ m) dengan menukar saiz zarah pelelas (80–240 mesh) dan tekanan jet (0.2–0.8MPa). Pelepasan tekanan: Kesannya boleh membantu menghilangkan beberapa tekanan yang tertinggal daripada pencetakan dan mengurangkan kemungkinan ubah bentuk.
Prarawatan salutan: menjadikan permukaan lebih kasar supaya salutan melekat lebih baik (contohnya, salutan hidroksiapatit pada permukaan implan aloi titanium).
2. Perkara yang Tidak Boleh Dilakukan oleh Sandblasting
Risiko struktur berdinding-nipis: Tekanan jet boleh mengubah bentuk atau membuat lubang pada-bahagian berdinding nipis (ketebalan < 0.5 mm). Bintik buta dalam rawatan rongga kompleks: Sukar untuk masuk ke dalam lubang atau saluran dalaman dengan diameter kurang daripada 2 mm, dan sisa serbuk perlu dibersihkan secara kimia.
Risiko kerosakan permukaan: Pelelas keras seperti silikon karbida boleh mengikis permukaan logam lembut seperti aloi aluminium.
Kehilangan ketepatan: Peletupan pasir yang terlalu banyak boleh merosakkan bahagian halus seperti benang dan struktur mikro, yang perlu diperbaiki oleh pemesinan CNC kemudian.
2, Kesan Sifat Bahan terhadap Kebergunaan Peletupan Pasir
Kekerasan, kemuluran, dan kecenderungan untuk mengoksidakan logam yang berbeza secara langsung mempengaruhi pilihan parameter proses letupan pasir:
1. Aloi titanium (Ti6Al4V)
Kebolehgunaan: Ia adalah bahan terbaik untuk bilah enjin penerbangan dan implan ortopedik kerana ia sangat kuat dan tidak berkarat. Letupan pasir boleh menyingkirkan skala oksida permukaan dan menjadikan salutan melekat lebih baik.
Mengoptimumkan proses:
Memilih pelelas: Gunakan manik kaca atau pasir alumina dan bukannya silikon karbida untuk mengelak permukaannya tercalar.
Kawalan tekanan: Untuk mengekalkan-binaan berdinding nipis daripada lentur, tekanan semburan hendaklah kurang daripada 0.4MPa.
Selepas letupan pasir, pencucian asid (HF+HNO3) diperlukan untuk menyingkirkan bahan pelelas yang tertanam. Kemudian, permukaan digilap untuk mendapatkan kemasan-perubatan dengan Ra<0.8 μ m.
2. Aloi aluminium (AlSi10Mg)
Kegunaan: Kerana ia ringan, ia sering digunakan dalam bahagian kereta. Tetapi permukaan aloi aluminium mudah teroksida, dan letupan pasir perlu mencari keseimbangan antara bersih dan licin.
Memperbaiki proses:
Memilih pelelas: korundum putih atau pasir garnet dengan zarah bersaiz 120 hingga 180 mesh;
Untuk mengekalkan kekuatan keletihan daripada turun, peraturan tekanan hendaklah antara 0.3 dan 0.5 MPa untuk mengelakkan kekasaran menjadi terlalu buruk.
Untuk menghentikan-pengoksidaan semula, lakukan rawatan anodisasi atau salutan sejurus selepas letupan pasir.
3. Keluli tahan karat (316L)
Penggunaan: Kerana ia tidak berkarat, ia adalah bahan utama untuk peralatan makanan dan kimia. Letupan pasir boleh menjadikan permukaan lebih sekata, tetapi anda perlu berhati-hati agar tidak merosakkan permukaan di bawahnya.
Memperbaiki proses:
Memilih pelelas: pelet keluli tahan karat atau manik seramik untuk mengelakkan ferit daripada masuk ke dalam campuran;
Kawalan tekanan: 0.5–0.7 MPa, yang memastikan dinding dalam lubang dalam bersih.
Standard ujian: Ujian penembus pendarfluor (PT) mesti dilakukan selepas letupan pasir untuk memastikan tiada keretakan.
4. Aloi-suhu tinggi berasaskan nikel (Inconel 718)
Kebolehgunaan: Bahagian yang berfungsi pada suhu tinggi, seperti cakera turbin dalam enjin kapal terbang, perlu boleh mengendalikan keadaan yang sangat teruk. Letupan pasir boleh melegakan tekanan semasa mencetak, namun penting untuk menghentikan kakisan antara butiran.
Memperbaiki proses:
Pilih pelelas: pasir alumina atau pasir silikon karbida dengan saiz zarah 80 hingga 120 mesh.
Kawal tekanan: 0.6 hingga 0.8 MPa untuk mendapatkan kesan kekasaran;
Selepas letupan pasir, rawatan penyelesaian (penebat 1080 darjah selama 1 jam) diperlukan untuk membaiki sebarang kerosakan yang berlaku di bawah permukaan.
3, Masalah yang ditimbulkan oleh struktur bahagian untuk prosedur letupan pasir
1. Struktur yang berdinding-nipis dan ringan
Kes: Selepas letupan pasir, pendakap penerbangan tertentu (dengan ketebalan dinding 0.3mm) berubah bentuk sebanyak 15%, yang menyebabkan pemasangan gagal.
Penyelesaian: Gunakan-sandblasting tekanan rendah (0.2–0.3 MPa) dan lekapan berputar untuk menyebarkan daya hentaman secara seragam.
Untuk mengelakkan kerosakan mekanikal, anda boleh menggunakan penggilap kimia (dengan asid nitrik dan asid hidrofluorik) atau penggilap elektrolitik sebaliknya.
2. Struktur lumen dan mikroporous yang rumit
Kes: Selepas letupan pasir, kadar penyumbatan serbuk sisa muncung bahan api tertentu (dengan diameter saluran dalam 1.5mm) adalah setinggi 30%.
Penyelesaian: Untuk menyingkirkan serbuk zarah besar, pemeriksaan getaran dilakukan;
Untuk memastikan bahagian dalam rongga bersih kepada ISO 16232-10 Kelas 5, kami menggunakan gabungan letupan pasir dan pembersihan ultrasonik (frekuensi 40kHz, 10 minit).
3. Permukaan dengan fungsi yang tepat
Sebagai contoh, selepas letupan pasir, kelicinan acuan optik dengan kekasaran permukaan Ra<0.2 μ m was lowered to Ra 1.6 μ m, which does not match the standards for injection molding.
Penyelesaian: Gunakan penggilap magneto rheologi (MRF) atau penggilap cecair untuk mendapatkan ketepatan sub-mikron;
Pemprosesan bersegmen: Letupan pasir hanya digunakan untuk mengasar bahagian yang tidak berfungsi, manakala penggilap manual hanya digunakan untuk melicinkan kawasan yang berfungsi.
4, Masa depan teknologi sandblasting
1. Kawalan pintar
Pembangunan: Sistem yang menggabungkan penglihatan mesin dan maklum balas daya, serta keupayaan untuk menukar tekanan dan sudut semburan dalam masa nyata untuk mengelakkan semburan berlebihan atau semburan bawah.
Mesin peletupan pasir IEPCO di Jerman telah mencapai kawalan-gelung tertutup, yang boleh mengekalkan kadar ubah bentuk-bahagian berdinding nipis di bawah 0.1%.
2. Naik taraf hijau: Menggunakan bahan pelelas yang boleh dikitar semula (manik seramik seperti itu) dan letupan pasir ais kering untuk mengurangkan pencemaran habuk dan kos menyingkirkan serpihan.
Data: Berbanding kaedah biasa, letupan pasir ais kering menggunakan 40% kurang tenaga dan tidak meninggalkan sisa kimia, yang selaras dengan peraturan REACH.
3. Integrasi proses komposit
Pembangunan: Menggunakan letupan pasir, pembersihan laser, penyemburan plasma dan teknologi lain bersama-sama untuk menyediakan satu rawatan untuk "membersihkan salutan kekasaran."
Kes: Prosedur "sandblasting+laser cladding" digunakan pada bilah enjin penerbangan tertentu. Ini mengurangkan masa pemprosesan daripada 72 jam kepada 24 jam.