Apakah masalah bahagian bercetak 3D logam jika-pemprosesan tidak dilakukan?

1. Kelemahan permukaan: tindak balas berantai daripada "kekasaran" kepada "kegagalan berfungsi."
Objek bercetak 3D logam biasanya mempunyai kualiti permukaan yang buruk pada mulanya, dengan masalah besar termasuk lapisan, burr dan keliangan. Sebagai contoh, proses SLM (Selective Laser Melting) menyusun lapisan di atas satu sama lain untuk membuat bahagian. Ini mewujudkan "kesan langkah" yang besar pada permukaan item, menjadikannya lebih kasar daripada pemesinan standard, yang mempunyai kekasaran (nilai Ra) 10-20 mikron, yang jauh lebih tinggi daripada 0.8-3.2 mikron pemesinan tradisional. Permukaan kasar ini bukan sahaja mengubah rupa sesuatu, tetapi ia juga menyebabkan beberapa masalah berfungsi:

Kepekatan tegasan dan permulaan patah: Kepincangan permukaan boleh mewujudkan lokasi kepekatan tegasan, yang mempercepatkan penyebaran retakan apabila bahan dimuatkan atau dipanaskan. Sebagai contoh, sebelum letupan pasir, hayat keletihan bilah turbin enjin penerbangan yang diberikan hanyalah 30% daripada apa yang sepatutnya. Selepas letupan pasir, hayat keletihan meningkat kepada lebih 90%.
Kurang ketahanan terhadap kakisan: Permukaan yang kasar memudahkan bahan menghakis menembusi. Sebagai contoh, bahagian keluli tahan karat 316L yang tidak digilap menunjukkan tanda-tanda kakisan dalam masa 24 jam ujian semburan garam. Walau bagaimanapun, selepas penggilap elektrolitik, bahagian tersebut dapat menahan kakisan selama lebih daripada 500 jam.
Pekali geseran yang lebih tinggi: Apabila dua permukaan bersentuhan dan menggelongsor antara satu sama lain, kekasaran permukaan mempunyai kesan langsung ke atas keberkesanan geseran berfungsi. Apabila bahagian aci kotak gear kereta tertentu tidak dimesin dengan ketepatan ultra, pekali geseran meningkat kepada 0.15, yang bermaksud penggunaan tenaga meningkat sebanyak 12%. Selepas pemesinan ultra ketepatan, pekali geseran turun kepada 0.03, dan penggunaan tenaga turun kepada nilai reka bentuk.
2, 2, Kecacatan Dalaman: Daripada "Pembunuh Tersembunyi" kepada "Kegagalan Bencana," Krisis Tersembunyi
Semasa proses pencetakan 3D logam, tekanan haba dan kekurangan gabungan antara serbuk dan logam boleh menyebabkan masalah seperti keliangan dalaman dan keretakan. Jika kecacatan ini tidak dibetulkan semasa-pemprosesan, ia akan menjadikan bahagian tersebut sangat tidak boleh dipercayai.

Terlalu banyak keliangan: Kajian mendapati bahagian Ti-6Al-4V yang belum ditekan isostatik panas (HIP) boleh mempunyai keliangan 0.5% hingga 1%. Selepas rawatan HIP, keliangan boleh dikurangkan kepada kurang daripada 0.01%. Keliangan yang tinggi boleh menjadikan bahagian kurang tumpat, yang menjadikannya lebih berkemungkinan pecah apabila ia berada di bawah beban dinamik.
Tegasan sisa tidak terkawal: Semasa mencetak, bahagian tersebut boleh membina tegasan sisa jika ia panas dan sejuk dengan cepat. Dalam satu situasi membuat acuan, bahagian yang tidak bertekanan-dilegakan sebelum penggunaan melesong dan berubah bentuk, yang bermakna acuan itu perlu dibuang. Selepas penyepuhlindapan, kestabilan dimensi bahagian bertambah baik sebanyak 90%.
Organisasi yang tidak sekata: Proses pencairan lapisan serbuk mungkin menyebabkan saiz butir menjadi sangat berbeza di bahagian bahagian yang berlainan. Saiz butiran tempatan mencapai 100 mikron apabila bahagian tertentu struktur kapal terbang tidak dirawat dengan larutan. Tetapi selepas rawatan penyelesaian, saiz butiran menjadi sekata, antara 20 dan 30 mikron, dan rintangan keletihan meningkat tiga kali ganda.
3. Kemerosotan prestasi: perbezaan prestasi antara "pematuhan reka bentuk" dan "kegagalan sebenar"
Walaupun dimensi geometri bahagian memenuhi kriteria reka bentuk, prestasi mekanikalnya mungkin jauh di bawah jangkaan jika-pemprosesan pos tidak dilakukan:

Satu kajian melihat bahagian keluli tahan karat 316L yang tidak dirawat dan dipanaskan. Ia mendapati bahawa kekuatan tegangan bahagian yang tidak dirawat adalah pada nilai reka bentuk, tetapi pemanjangan hanya 60% daripada nilai reka bentuk. Selepas rawatan haba, pemanjangan kembali kepada nilai reka bentuk.
Kekerasan tidak tersebar sama rata: Bahagian yang dibuat dengan teknik pemendapan tenaga langsung (DED) biasanya mempunyai kecerunan kekerasan. Kekerasan permukaan sisipan acuan tertentu hanya 35HRC sebelum rawatan nitriding, tetapi ia meningkat kepada 58HRC selepas rawatan dan rintangan haus meningkat sebanyak 5 kali ganda.
Kestabilan haba tidak mencukupi: Bahagian aloi suhu tinggi-yang tidak berumur kehilangan 20% kekerasannya selepas bekerja pada 650 darjah selama 100 jam. Tetapi selepas rawatan penuaan, peratusan pengekalan kekerasan meningkat sehingga melebihi 95%.
4. Kos ekonomi: kos yang di luar kawalan, daripada "kerja semula separa" kepada "penutupan sepenuhnya."
Tidak melakukan-pemprosesan pos bukan sahaja menyebabkan bahagian berfungsi lebih teruk, tetapi ia juga mempunyai tindak balas berantai ke atas ekonomi:

Kos kerja semula telah meningkat dengan banyak. Satu pembuat alat ganti kereta telah membuang keseluruhan kumpulan alat ganti kerana mereka tidak melakukan sebarang-pemprosesan pos dan perbelanjaan kerja semula merangkumi 35% daripada nilai pesanan keseluruhan. Tetapi jika ujian dan pembaikan tidak-yang tidak merosakkan dilakukan sejurus selepas mencetak, kos boleh disimpan dalam lingkungan 5%.
Kitaran pengeluaran yang lebih panjang: Oleh kerana bahagian struktur penerbangan tertentu tidak mendapat rawatan pengurangan tekanan yang diperlukan, ia menjadi bengkok semasa pemasangan. Ini menyebabkan keseluruhan rangkaian pembuatan ditutup selama dua minggu, menelan belanja syarikat $2 juta.
Reputasi jenama telah terjejas: Kegagalan pembuat implan perubatan untuk menggilap permukaan produk mereka menyebabkan peningkatan 15% dalam bilangan penarikan balik, kehilangan pelanggan sebanyak 25% dan kehilangan nilai jenama yang tidak dapat diukur.