Mengapakah pemprosesan-siaran menentukan kualiti akhir bahagian cetakan 3D logam?

1. Membaiki kecacatan metalurgi: daripada "longgar dan berliang" kepada "padat dan sempurna"
Pencetakan 3D logam mempunyai kelemahan intrinsik pada tahap kecil kerana ia cair dan pejal dengan cepat.

Masalah keliangan: Dalam proses SLM (Selective Laser Melting), mikropori boleh terbentuk di dalam bahagian jika serbuk tidak bercantum sepenuhnya atau gas terperangkap. Ini boleh berlaku apabila keliangan adalah antara 0.5% dan 1%. Liang-liang ini akan menjadi tempat pertama retakan keletihan berlaku, yang akan menjadikan bahagian-bahagian itu kurang mencabar untuk pecah. Contohnya, purata hayat patah bilah turbin enjin pesawat tertentu adalah hanya 13 jam pada 650 darjah dan 690 MPa jika ia tidak dirawat-pasca. Walau bagaimanapun, selepas rawatan tekanan isostatik panas (HIP), hayat patah bertambah baik kepada 131 jam, yang memenuhi keperluan reka bentuk.
Mengawal tegasan sisa: Penyejukan bahan yang tidak sekata semasa pencetakan boleh menyebabkan tekanan sisa terkumpul di dalam bahagian, yang boleh menyebabkan ia bengkok, pecah atau seragam gagal disatukan. Sebagai contoh, tegasan baki dalam aloi titanium Ti6Al4V mungkin lebih tinggi daripada kekuatan hasil di sudut. Jika tidak disepuhlindapkan, fenomena "letupan tepi" mungkin berlaku semasa pemesinan berikutnya; penyepuhlindapan pada 800-900 darjah dengan ketara meningkatkan kestabilan pemprosesan.
Langkah penting dalam-pemprosesan:

Penekanan isostatik panas (HIP): Apabila bahan dipanaskan pada suhu yang sangat tinggi (biasanya antara 900 dan 1200 darjah ) dan tekanan yang sangat tinggi (100 dan 200 MPa), lubang dalamannya tertutup, yang menjadikannya hampir dua kali lebih padat.
Penyepuhlindapan untuk melegakan tekanan: Ketegangan baki dilepaskan untuk menjadikan dimensi lebih stabil dengan memanaskan dan menyejukkan kitaran penahan secara perlahan. Sebagai contoh, selepas dipanaskan hingga 300 darjah, tegasan baki dalam bahagian aloi aluminium AlSi10Mg dipotong sebanyak 80%, dan ubah bentuk disimpan dalam 0.1 mm.
2. Meningkatkan Prestasi: Daripada "Anisotropi" kepada "Imbangan Omnidirectional"
Kualiti tindanan antara lapisan cetakan 3D logam menyebabkan sifat mekanikalnya berbeza dalam arah yang berbeza (anisotropi). Pemprosesan-pasca boleh mengimbangi prestasi dengan mengawal tisu:

Penghalusan bijirin: Fleksibiliti dan keliatan bahan boleh dikurangkan oleh hablur kolumnar kasar yang terbentuk apabila bahan menyejuk dengan cepat selepas dicetak. Penapisan bijirin dan pemendakan fasa pengukuhan boleh dipercepatkan dengan rawatan larutan (seperti rawatan larutan 1080 darjah aloi suhu tinggi- Inconel 718) dan rawatan penuaan (penuaan pada 550 darjah selama 8 jam). Ini boleh meningkatkan kekuatan tegangan kepada lebih 1300 MPa.
Peningkatan kekerasan: Proses pelindapkejutan cepat menyejukkan bahan, mewujudkan struktur martensit yang menjadikan permukaan lebih keras. Selepas pelindapkejutan pada 1050 darjah, kekerasan bahagian keluli tahan karat 316L berubah dari 180HV kepada 350HV, dan bahagian tersebut tiga kali lebih tahan untuk haus.
Langkah penting dalam-pemprosesan:

Pakej rawatan haba: Kaedah "penyepuhlindapan+penyelesaian+penuaan" tersuai untuk setiap bahan, seperti "penuaan darjah penyepuhlindapan{3}} 800 darjah" untuk Ti6Al4V, yang boleh meningkatkan kedua-dua kekuatan dan keliatan pada masa yang sama.
Dengan memanaskan permukaan bahagian secara kimia, seperti nitriding dan carburising, salutan keras dihasilkan yang menjadikannya lebih tahan haus. Selepas rawatan nitriding, kekerasan permukaan bahagian gear boleh melebihi 600HV, dan bahagian tersebut boleh bertahan lima kali lebih lama.
3, Mengawal ketepatan dimensi: daripada "pengacuan meluas" kepada "pemasangan ketepatan"
Kebanyakan produk cetakan 3D logam mempunyai ketepatan dimensi ± 0.1mm pada mulanya, yang menjadikannya sukar untuk memenuhi keperluan pemasangan ketepatan. Walau bagaimanapun, pemesinan boleh menjadikan-pemprosesan pos tepat dalam satu mikrometer.

Membetulkan dimensi kritikal: Pemesinan CNC mesti digunakan untuk mengurus toleransi dalam kedudukan yang termasuk pengedap, penyambungan dan pasangan bergerak. Sebagai contoh, permukaan mengawan bahagian badan injap hidraulik perlu dimesin pada lima paksi untuk meningkatkan ketepatan dimensi daripada ± 0.05mm kepada ± 0.01mm.
Menanggalkan struktur sokongan: Struktur sokongan yang ditambahkan semasa pencetakan akan meninggalkan tanda tertentu yang perlu dipadamkan dengan teliti dengan pemesinan elektrolitik atau pemotongan laser supaya struktur utama tidak rosak.
Cara penting untuk memproses selepas:

Pemesinan ketepatan: menggunakan-pengisaran ketepatan ultra, pemesinan nyahcas elektrik (EDM) dan kaedah lain untuk mendapatkan tahap ketepatan IT5 hingga IT7.
Mencari dan membetulkan perkara dalam talian: Mesin ukuran koordinat (CMM) memberikan-data masa sebenar tentang percanggahan dimensi supaya parameter pemprosesan boleh ditukar dan pengeluaran kelompok boleh konsisten.
4. Kualiti permukaan yang lebih baik: daripada "lapisan kasar" kepada "cermin-seperti kelicinan"
Kekasaran permukaan (Ra) percetakan 3D logam biasanya antara 8 dan 12 μ m, yang jauh lebih tinggi daripada 0.8 hingga 3.2 μ m pemesinan tradisional. Pemprosesan-pasca boleh menjadikan permukaan licin menggunakan kaedah fizikal dan kimia:

Didorong oleh keperluan fungsian: Dalam sektor peranti perubatan, kekasaran permukaan mesti dikekalkan di bawah Ra<0.8 μ m to keep germs from sticking; in the field of optics, surface roughness must be below Ra<0.1 μ m to meet the need for transmittance.
Perlindungan kakisan: Permukaan yang kasar boleh menyebabkan bahan menghakis masuk lebih cepat, oleh itu ia perlu digilap atau disadur elektrik untuk membuat salutan pelindung yang tebal. Sebagai contoh, selepas penggilap elektrolitik, bahagian kejuruteraan maritim kini boleh menahan kakisan semburan garam selama 500 jam dan bukannya hanya 24 jam.
Kaedah pemprosesan-siaran penting:

Penggilapan mekanikal: Nilai Ra diturunkan kepada kurang daripada 0.4 μ m dengan menggunakan kaedah seperti pengisaran tali pinggang pasir dan penggilap magneto rheologi.
Penyaduran kimia atau penyaduran elektrik menambah lapisan logam seperti nikel dan kromium pada permukaan objek untuk menjadikannya kelihatan lebih baik dan melindunginya daripada karat. Sebagai contoh, selepas penyaduran nikel kimia, kilauan perhiasan kereta tertentu adalah lebih daripada 90%.