Adakah pemprosesan-siaran akan menjejaskan ketepatan dimensi bahagian cetakan 3D logam?

一, Pautan antara kaedah-pemprosesan dan ketepatan dimensi
Terdapat tiga jenis utama pemprosesan pasca-untuk pencetakan 3D logam: pemprosesan mekanikal, rawatan haba dan rawatan permukaan. Cara teknik yang berbeza mempengaruhi ketepatan dimensi adalah sangat berbeza.

1. Pemprosesan mekanikal: -pedang bermata dua untuk menjadikan perkara lebih tepat
Cara paling mudah untuk membetulkan percanggahan dimensi ialah dengan pemprosesan mekanikal, seperti pengilangan CNC, pengisaran dan pemesinan nyahcas elektrik. Contohnya, selepas mencetak cakera turbin enjin pesawat tertentu, lima-penggilingan pautan paksi mengurangkan ralat kebulatan daripada 0.1 mm kepada 0.02 mm dan meningkatkan kekasaran permukaan Ra daripada 6.3 μm kepada 1.6 μm. Walau bagaimanapun, untuk meningkatkan ketepatan pemesinan, anda perlu dapat mengawal prestasi peralatan dan parameter proses dengan berhati-hati. Sebagai contoh, jika kedalaman pemotongan terlalu dalam atau kadar suapan terlalu cepat, bahagian-bahagian mungkin menjadi cacat terma. Jika haus alat tidak diganti tepat pada masanya, ia boleh menyebabkan ralat pemesinan. Sebagai contoh, sebuah syarikat tidak menukar roda pengisaran tepat pada masanya, yang menyebabkan riak muncul pada permukaan sekumpulan bahagian aloi titanium. Kadar sekerap akhirnya menjadi 15%.

2. Rawatan Haba: Pertempuran antara Pelepasan Tekanan dan Perubahan Saiz
Rawatan haba, yang termasuk penyepuhlindapan, pelindapkejutan, dan rawatan larutan, mengubah struktur mikro bahan untuk menyingkirkan tekanan sisa. Walau bagaimanapun, ia juga boleh menjejaskan saiz bahan. Contohnya, selepas larutan pepejal dan rawatan penuaan, purata hayat patah aloi suhu tinggi-IN718 pada 650 darjah meningkat kepada 173 jam. Walau bagaimanapun, kadar pengecutan dimensi menegak ialah 0.3% dan kadar pengecutan dimensi mendatar ialah 0.15%. Pengecutan yang tidak sekata ini perlu dikawal oleh sama ada pampasan reka bentuk (seperti meninggalkan margin pemesinan 0.5mm) atau pengoptimuman proses (seperti pelindapkejutan gred). Sebuah perniagaan yang membuat implan perubatan menambah baik parameter proses rawatan haba supaya saiz prostesis aloi titanium berliang cetakan 3D hanya berbeza sebanyak ± 0.05mm, iaitu dalam piawaian ketepatan implan klinikal.

3. Rawatan permukaan: mencari keseimbangan antara menukar saiz mikro dan makro.
Matlamat rawatan permukaan (meletupan pasir, penggilap, atau penggilap kimia) adalah untuk menjadikan permukaan lebih baik, tetapi ia juga boleh menukar saiz beberapa mikrometer. Contohnya, syarikat yang membuat bahagian kereta menggunakan penggilap kimia untuk cetakan 3D aloi aluminium-lengan yang disejukkan. Ini menjadikan permukaan kurang kasar, daripada 12 μ m kepada 0.8 μ m, tetapi ia juga menjadikan diameter rongga dalam lebih kecil sebanyak 0.02 mm sejak bahan larut. Syarikat itu menggunakan proses gabungan "penggilap mekanikal+penggilap kimia" untuk mengimbangi kualiti permukaan dan ketepatan dimensi. Pertama, penggilap mekanikal menghilangkan kecacatan besar, dan kemudian penggilap kimia mengubah suai permukaan pada tahap skala nano. Ini mengekalkan toleransi dimensi dalam ± 0.01mm.

2, Kawalan parameter proses: bahagian yang paling penting untuk memastikan ketepatan
Untuk memastikan bahawa dimensi adalah betul, anda perlu dapat mengawal parameter prosedur-pemprosesan siaran dengan tepat. Pemesinan elektrokimia (ECM) boleh mencapai ketepatan sub-mikron dengan melarutkan bahan lapisan demi lapisan melalui proses elektrokimia. Walau bagaimanapun, parameter seperti jurang elektrod, kepekatan elektrolit, dan kekerapan nadi mesti dipadankan dengan ketat:

Jurang elektrod: Jurang yang terlalu kecil boleh menyebabkan litar pintas dengan mudah, dan jurang yang terlalu besar boleh menyebabkan pemesinan kurang cekap. Dengan memerhatikan jurang elektrod dalam masa nyata (dikawal pada 10–50 μm), syarikat tertentu telah meningkatkan ketepatan pemesinan bilah turbin aloi-nikel cetakan 3D kepada ± 0.005mm.
Kepekatan elektrolit: Jika kepekatan terlalu tinggi, ia boleh mempercepatkan pembubaran bahan, yang boleh menyebabkan perubahan saiz. Jika kepekatan terlalu rendah, ia boleh mewujudkan pemprosesan yang tidak sekata. Pasukan penyelidik menambah baik formula elektrolit (mengekalkan kepekatan NaCl antara 15% dan 20%) supaya kekasaran permukaan komponen aloi titanium cetakan 3D berubah daripada 3.2 μ m kepada 0.4 μ m, sambil mengekalkan saiz perubahan dalam ± 0.01mm.
Kekerapan nadi: Denyutan frekuensi tinggi-boleh mengurangkan kesan pemprosesan haba, tetapi ia juga boleh menjana getaran. Denyut frekuensi-rendah, sebaliknya, menjadikan pemprosesan kurang cekap. Syarikat tertentu menggunakan frekuensi nadi 10kHz untuk memproses item keluli tahan karat bercetak 3D. Ini memastikan bahawa pembuatan adalah cekap dan bahawa dimensi adalah tepat hingga dalam ± 0.008mm.
3, Reka strategi pampasan: susunan "pandangan ke hadapan-" untuk kawalan yang tepat
Semasa fasa reka bentuk, sejumlah wang perlu diketepikan untuk mengimbangi kesan-pemprosesan pasca pada saiz. Sebagai contoh, proses reka bentuk untuk bahagian tertentu kapal terbang adalah seperti berikut:

Reka bentuk awal: Gunakan model CAD untuk mengetahui bentuk geometri bahagian dan kenal pasti toleransi dimensi yang penting (contohnya, ± 0.05mm).
Mensimulasikan proses: Gunakan analisis unsur terhingga (FEA) untuk memodelkan taburan tegasan dan pengecutan dimensi yang berlaku semasa rawatan haba. Anda seharusnya menjangkakan kadar pengecutan menegak sebanyak 0.3% dan kadar pengecutan mendatar sebanyak 0.15%.
Pampasan reka bentuk: Naikkan elaun pemesinan sebanyak 0.5mm untuk dimensi penting dan toleransi kontur sebanyak 0.05mm untuk tempat bersudut (daripada 0.02mm kepada 0.05mm).
Pengesahan selepas pemprosesan: Selepas pemprosesan mekanikal, perbezaan antara saiz sebenar bahagian dan saiz reka bentuk disimpan dalam ± 0.01mm, dan kadar lulus meningkat sehingga 98%.
Juga, apabila ia datang kepada pembinaan rongga dalaman, anda perlu memikirkan kadar penyingkiran bahan dan jumlah pampasan. Diameter dalam jaket sejukan air bercetak 3D-, misalnya, adalah 20mm, dengan elaun pemprosesan 0.1mm. Selepas dihembus pasir (dengan kadar penyingkiran bahan 0.02mm/masa) dan digilap secara mekanikal (dengan kadar penyingkiran bahan 0.05mm/masa), diameter dalam akhir menjadi stabil pada 20.03mm, yang merupakan keperluan dinamik bendalir.

4, Amalan Industri: Kes Model Kawalan Ketepatan
Satu syarikat dalam industri aeroangkasa membuat muncung enjin roket menggunakan teknik "SLM printing+hot isostatic pressing (HIP)+CNC machining". Rawatan HIP menyingkirkan liang dalaman (mengurangkan keliangan daripada 5% kepada 0.1%), dan kemudian pemesinan CNC mengawal ketepatan diameter tekak muncung hingga dalam ± 0.005mm untuk disesuaikan dengan keperluan pengedap dalam tetapan{-tekanan dan suhu tinggi-tinggi.
Dalam bidang perubatan, sebuah syarikat ortopedik mencipta prostetik sendi pinggul aloi titanium 3D{1}}bercetak. Kekasaran permukaan dikurangkan kepada 0.2 μ m dan ketegangan dalaman dikeluarkan menggunakan kaedah "rawatan penyepuhlindapan + penggilap kimia." Variasi saiz disimpan dalam ± 0.02mm, yang sangat merendahkan bahaya lekatan bakteria dan masalah selepas pembedahan.
Dalam industri automobil, satu syarikat membuat plat penyejuk bateri kenderaan tenaga baharu menggunakan teknologi "lengan penyejuk air cetakan 3D + pemesinan elektrokimia". Pemesinan elektrokimia merendahkan kekasaran permukaan rongga dalam daripada 6.3 μm kepada 0.4 μm sambil mengekalkan toleransi dimensi pada ± 0.01mm. Ini menjadikan penyejukan 15% lebih cekap.