Er sandblæsning velegnet til alle metal 3D-printede dele?

一, Sandblæsningsteknologiens vigtigste opgave og begrænsninger
1. Hovedformålet med sandblæsning
Sandblæsning bruger trykluft til at skubbe slibemidler som kvartssand, diamantsand, glasperler og andre meget hurtigt på overfladen af ​​dele. Dette har følgende virkninger:
Rengøring af overfladen: Slip af med snavs som oxidskala, oliepletter og pulver, der ikke er smeltet sammen;
Kontrol af ruhed: Ændre overfladeruheden (Ra 0,8–6,3 μm) ved at ændre størrelsen af ​​slibepartiklerne (80–240 mesh) og trykket af strålen (0,2–0,8 MPa). Stressfrigivelse: Påvirkningen kan hjælpe med at slippe af med noget af den stress, der er tilbage fra trykning og mindske chancen for deformation.
Belægningsforbehandling: gør overfladen mere ru, så belægningen klæber bedre (f.eks. belægning af hydroxyapatit på overfladen af ​​titanlegeringsimplantater).
2. Hvad sandblæsning ikke kan
Risiko for tynde-væggede strukturer: Jettryk kan ændre formen på eller lave huller i tynde-væggede dele (tykkelse < 0,5 mm). Blinde pletter ved kompleks hulrumsbehandling: Det er svært at komme ind i huller eller indvendige kanaler med en diameter på mindre end 2 mm, og pulverrester skal renses kemisk.
Risiko for overfladeskader: Hårde slibemidler som siliciumcarbid kan skrabe overfladen af ​​bløde metaller som aluminiumslegeringer.
Tab af nøjagtighed: For meget sandblæsning kan beskadige fine dele som gevind og mikrostrukturer, som skal repareres ved CNC-bearbejdning senere.
2, Materialeegenskabernes indvirkning på sandblæsningens nytteværdi
Hårdheden, duktiliteten og tilbøjeligheden til at oxidere af forskellige metaller påvirker direkte valget af sandblæsningsprocesparametre:
1. Titaniumlegering (Ti6Al4V)
Anvendelighed: Det er det bedste materiale til flymotorblade og ortopædiske implantater, da det er meget stærkt og ikke ruster. Sandblæsning kan fjerne overfladeoxidbelægninger og få belægninger til at klæbe bedre.
Optimering af processen:
Valg af slibemiddel: Brug glasperler eller aluminasand i stedet for siliciumcarbid for at undgå at ridse overfladen.
Trykkontrol: For at forhindre, at tyndvæggede konstruktioner bøjes, skal sprøjtetrykket være mindre end 0,4 MPa.
Efter sandblæsning er det nødvendigt med syrevask (HF+HNO3) for at komme af med indlejrede slibemidler. Derefter poleres overfladen for at få en medicinsk-finish med Ra<0.8 μ m.
2. Aluminiumslegering (AlSi10Mg)
Nytteværdi: Fordi det er let, bliver det ofte brugt i bildele. Men overfladen af ​​aluminiumslegering er let at oxidere, og sandblæsning skal finde en balance mellem at være ren og glat.
Forbedring af processen:
Valg af slibemiddel: hvid korund eller granatsand med partikler, der er 120 til 180 mesh i størrelse;
For at forhindre, at træthedsstyrken falder, bør trykreguleringen være mellem 0,3 og 0,5 MPa for at undgå, at forgrovningen bliver for slem.
For at stoppe gen-oxidation skal du foretage anodisering eller belægningsbehandling lige efter sandblæsning.
3. Rustfrit stål (316L)
Anvendelse: Fordi det ikke ruster, er det et nøglemateriale til fødevare- og kemikalieudstyr. Sandblæsning kan gøre overfladerne mere jævne, men du skal passe på ikke at beskadige overfladen nedenunder.
Forbedring af processen:
Valg af slibemiddel: pellets af rustfrit stål eller keramiske perler for at forhindre, at ferrit kommer ind i blandingen;
Kontrol af tryk: 0,5–0,7 MPa, som holder den indvendige væg i det dybe hul ren.
Teststandard: Fluorescenspenetranttest (PT) skal udføres efter sandblæsning for at sikre, at der ikke er revner.
4. Høj-legering baseret på nikkel (Inconel 718)
Anvendelsesområde: Dele, der arbejder ved høje temperaturer, som turbineskiver i flymotorer, skal kunne håndtere meget barske forhold. Sandblæsning kan aflaste stress under udskrivning, men det er vigtigt at stoppe intergranulær korrosion.
Forbedring af processen:
Vælg et slibemiddel: aluminiumoxidsand eller siliciumcarbidsand med en partikelstørrelse på 80 til 120 mesh.
Styr trykket: 0,6 til 0,8 MPa for at få ru-effekten;
Efter sandblæsning er en opløsningsbehandling (1080 graders isolering i 1 time) nødvendig for at rette eventuelle skader, der er sket under overfladen.
3, Det problem, som delenes struktur udgør for sandblæsningsproceduren
1. Strukturer, der er tynde-væggede og lette
Case: Efter sandblæsning ændrede et specifikt flybeslag (med en vægtykkelse på 0,3 mm) form med 15 %, hvilket medførte, at monteringen fejlede.
Løsning: Brug lav-sandblæsning (0,2–0,3 MPa) og roterende armaturer for at sprede stødkraften ensartet.
For at undgå mekaniske skader kan du i stedet bruge kemisk polering (med salpetersyre og flussyre) eller elektrolytisk polering.
2. En kompliceret lumen og mikroporøs struktur
Tilfælde: Efter sandblæsning er den resterende pulverblokeringsgrad for en bestemt brændstofdyse (med en indre kanaldiameter på 1,5 mm) så høj som 30 %.
Løsning: For at slippe af med store partikelpulvere udføres vibrationsscreening;
For at sikre, at indersiden af ​​hulrummet er rent i henhold til ISO 16232-10 Klasse 5, bruger vi en kombination af sandblæsning og ultralydsrensning (40kHz frekvens, 10 minutter).
3. Overflade med præcis funktion
For eksempel, efter sandblæsning, glatheden af ​​en optisk form med en overfladeruhed på Ra<0.2 μ m was lowered to Ra 1.6 μ m, which does not match the standards for injection molding.
Løsning: Brug magneto rheological polering (MRF) eller fluid polering for at opnå sub-mikron præcision;
Segmenteret bearbejdning: Sandblæsning bruges kun til at ru op sektioner, der ikke virker, mens manuel polering kun bruges til at udglatte områder, der gør.
4, fremtiden for sandblæsningsteknologi
1. Smart kontrol
Udvikling: Et system, der kombinerer maskinsyn og kraftfeedback, samt muligheden for at ændre sprøjtetrykket og -vinklen i realtid for at undgå oversprøjtning eller undersprøjtning.
IEPCO sandblæsningsmaskinen i Tyskland har nået lukket-sløjfekontrol, som kan holde deformationshastigheden for tynde-væggede dele under 0,1 %.
2. Grøn opgradering: Brug af genanvendelige slibemidler (sådan keramiske perler) og tøris sandblæsning for at skære ned på støvforurening og omkostningerne ved at komme af med affald.
Data: Sammenlignet med typiske metoder bruger tøris-sandblæsning 40 % mindre energi og efterlader ingen kemikalierester, hvilket er i overensstemmelse med REACH-reglerne.
3. Integration af sammensatte processer
Udvikling: Brug af sandblæsning, laserrensning, plasmasprøjtning og andre teknologier sammen for at give en enkelt behandling til "rengøring af ru belægning."
Case: Proceduren "sandblæsning+laserbeklædning" bruges på en bestemt flymotorvinge. Dette reducerer behandlingstiden fra 72 timer til 24 timer.