Pengilangan Aditif (AM), biasanya dirujuk sebagai percetakan 3D, semakin popular sebagai teknik prototaip yang berdaya maju dan komponen struktur kompleks yang sangat disesuaikan.
Kesan rawatan haba bahagian logam 3D
Bahagian bercetak 3D logam selalunya memerlukan langkah rawatan haba selepas fabrikasi. Ia mengurangkan tegasan dalaman yang terbentuk semasa pembuatan dan boleh mengubah struktur mikro bahagian tersebut. Perubahan struktur mikro ini mengubah sifat-sifat tertentu seperti keliatan, kekerasan, dan lain-lain. Antaranya, satu kaedah untuk memadatkan bahagian logam cetakan 3D secara menyeluruh untuk mengurangkan keliangan ialah menekan isostatik panas (HIP).
Proses HIP memerlukan meletakkan produk siap 3D dalam bekas tekanan dan kemudian mengisinya dengan gas lengai, biasanya argon. Tekanan terus meningkat dan boleh melebihi kekuatan hasil komponen sambil mengekalkan suhu tinggi. Dengan pelindapkejutan pantas, proses HIP yang lebih kompleks menggunakan kadar penyejukan dan pemanasan boleh laras serta paras tekanan untuk menyesuaikan kualiti dan sifat tegangan bahagian yang dimesin dengan tepat.
Apakah yang dilakukan oleh rawatan haba untuk bahagian bercetak 3D polimer?
Pelbagai jenis geometri kompleks boleh dibuat dengan tepat melalui percetakan 3D, namun, ia mempunyai satu kelemahan utama, iaitu keperluan untuk pemprosesan pasca terma. Bahagian bercetak 3D ini mempunyai sifat mekanikal yang lemah berbanding bahagian yang dihasilkan oleh pengacuan suntikan. Lekatan yang tidak mencukupi antara filamen bersalut dan lapisan bertindan boleh menyebabkan sifat mekanikal komponen cetakan 3D yang lemah.
Penyelidikan terkini, yang diterbitkan dalam jurnal Polimer, memfokuskan pada peningkatan sifat mekanikal, terutamanya kekuatan tegangan dan mampatan. Para penyelidik menggunakan filamen PETG dengan diameter 1.75 mm untuk kajian itu. Keputusan menunjukkan bahawa kekuatan tegangan komponen cetakan 3D polimer meningkat dengan ketara selepas rawatan haba. Akibatnya, bahagian yang dirawat haba mempunyai kekuatan tegangan yang agak baik, dengan bahagian yang dirawat sepenuhnya menunjukkan kekuatan 41.1 peratus lebih tinggi dalam arah mendatar daripada sampel yang tidak dirawat dan 143.9 peratus lebih tinggi dalam arah menegak daripada kawalan. Ujian mampatan merosakkan menunjukkan peningkatan ketara dalam nilai kekuatan mampatan untuk spesimen yang dirawat haba, dengan tegasan mampatan setinggi 118 MPa. Kajian ini berjaya mendedahkan kesan positif rawatan haba selepas fabrikasi bahan polimer.
△ Contoh cara kekuatan mampatan
Merawat Haba Bahagian Polipropilena Bercetak 3D untuk Sistem Vakum
Penyelidikan terkini dalam Jurnal Pembuatan dan Pemprosesan Bahan menyiasat kemungkinan menggunakan proses rawatan haba untuk membungkus polipropilena bercetak 3D di bawah keadaan vakum. Kajian mendapati rawatan haba sangat berkesan untuk proses pembungkusan.
Para penyelidik menindih bahagian yang dicetak pada 98 peratus isian dan dimeterai selepas rawatan haba selama 15 lelaran, dengan purata 0.4 m Torr dan 95 peratus selang keyakinan 0.2 m Torr. Kajian itu menemui kejayaan menggunakan pistol haba 400 darjah , 55-kedua untuk menutup permukaan sensitif vakum, meningkatkan tekanan vakum minimum yang dicapai.
△Tekanan akhir yang dicapai sebelum dan selepas pemanasan dan selang keyakinan 95 peratus untuk setiap peratusan pertindihan pengisian
Adakah rawatan haba menjejaskan kestabilan dimensi komponen cetakan 3D?
Para penyelidik menerbitkan satu kajian dalam Komposit Bahagian A mengkaji kesan rawatan haba ke atas kestabilan dan sifat tegangan komposit bertetulang serat karbon berterusan (CCF) cetakan 3D. Perubahan morfologi dan serakan lapisan bercetak digunakan untuk menilai kestabilan dimensi sampel. Teknologi percetakan 3D adalah berdasarkan kaedah fabrikasi filamen bersatu (FFF) yang dikenali sebagai fabrikasi filamen berterusan (CFF).
C-CCFRC dan S-CCFRC ialah nama yang digunakan untuk sampel yang dipertingkatkan dengan lapisan CCF pekat dan terpisah. Selepas rawatan haba pada 100 darjah dan 150 darjah, CCFRC mempamerkan sifat tegangan yang sangat baik, walaupun kestabilan dimensi lebih baik pada 100 darjah, terutamanya untuk S-CCFRC. Penghabluran matriks meningkat daripada 17.42 peratus dalam sampel yang tidak dirawat kepada 22.76 peratus dalam sampel yang dirawat haba 100 C, peningkatan sebanyak 30.65 peratus. Kajian juga mendapati bahawa rawatan haba pada 100 darjah dan 200 darjah mengurangkan kebolehtelapan spesimen. Trend kebolehtelapan yang lebih rendah bagi matriks selepas rawatan haba adalah sepadan dengan peralihan saiznya. Oleh itu, rawatan haba sehingga 100 darjah sangat meningkatkan kestabilan dimensi sampel.
△ Gambar rajah ubah bentuk terma CCFRC dengan taburan nombor lapisan berbeza: (a) C-CCFRC dan (b) S-CCFRC sebelum rawatan haba; (c) C-CCFRC dan (d) S-CCFRC selepas rawatan haba pada 200 darjah selama 4 jam.
Kesan rawatan haba pada bahagian PLA?
Fused Deposition Modeling (FDM) ialah teknik pembuatan aditif yang popular, di mana PLA ialah bahan yang paling banyak digunakan. Dalam kajian terbaru mereka, yang diterbitkan dalam Polimer, penyelidik menilai prestasi bahagian PLA dengan 3-ujian lenturan titik selepas rawatan haba dan dengan mengubah orientasi binaan, ketebalan lapisan dan kelajuan.
Para penyelidik menggunakan filamen PLA dengan diameter 1.75 mm. Konfigurasi fabrikasi xz, suhu muncung 190 darjah untuk mengelakkan pecahan spesimen dan parameter pencetakan optimum ialah kelajuan 90 mm/s dan ketebalan lapisan 0.3 mm. Rawatan pasca terma 75 darjah pada sampel yang direka menggunakan tetapan ini menunjukkan peningkatan dalam tegasan lentur. Akhirnya, keputusan menunjukkan bahawa ubah bentuk anjal dan pemulihan semasa rawatan haba tidak mengehadkan daya maksimum dengan ketara. Penyelidikan menunjukkan bahawa ortosa boleh dicetak 3D rata dan kemudian dipintal untuk memadankan kawasan badan manusia yang dikehendaki.
Secara keseluruhannya, rawatan haba membantu mempertingkatkan sifat mekanikal, kestabilan dimensi dan sifat optik bahagian bercetak 3D.