Før vi diskuterer stresslindring, lad os først forstå, hvad resterende stress er.
Hvad er reststress?
Restspænding er den stress, der eksisterer i et objekt for at opretholde ligevægt, når der ikke er nogen ekstern faktor, der virker på det. Under fremstillingsprocessen vil delene blive påvirket af forskellige faktorer såsom processer. Når disse faktorer forsvinder, hvis de ovennævnte virkninger og virkninger på komponenterne ikke kan elimineres fuldstændigt, er der stadig nogle virkninger og påvirkninger tilbage på komponenterne. Effekten og indflydelsen af denne rest er restspænding.
Fra energiarbejdets perspektiv, når den ydre kraft forårsager den plastiske deformation af objektet, vil det forårsage den indre deformation af objektet og dermed akkumulere en del af energien; når den ydre kraft er elimineret, vil energien med ujævn indre spændingsfordeling blive frigivet. Hvis genstandens skørhed er lav, så vil genstanden deformeres langsomt, og hvis skørheden er høj, vil der dannes revner.
Restspænding er meget almindelig i mekanisk fremstilling, og restspænding genereres ofte i forskellige processer. I det væsentlige kan de mekanismer, der genererer resterende stress, dog grupperes i tre kategorier:
Den første kategori er uensartet plastisk deformation;
Den anden kategori, ujævne temperaturændringer;
Den tredje kategori er inhomogene strukturelle ændringer (faseovergange).
Farer ved resterende stress
Ud fra klassificeringen af restspænding kan det ses, at restspændingen vil få objektet til at deformeres langsomt, hvilket resulterer i en ændring i størrelsen af objektet, hvilket resulterer i den ukvalificerede størrelse af de bearbejdede dele. Samtidig har det også en meget vigtig indflydelse på dens udmattelsesstyrke, spændingskorrosionsbestandighed, dimensionsstabilitet og levetid.
Hvordan man kan eliminere resterende stress er en vigtig udfordring i additiv fremstilling
Restspænding er også en af de vigtigste udfordringer for additiv fremstilling, og i nogle tilfælde kan restspænding påvirke den trykte del så meget, at den bøjer hele byggeplatformen, adskiller delen fra byggeplatformen eller revner selve delen. Dette er en af grundene til, at additivt fremstillede dele ofte kræver tilføjelse af støttestrukturer. Først efter at disse restspændinger og spændingskoncentrationer er afløst ved varmebehandling, kan delen fjernes fra formningsplatformen.
På nuværende tidspunkt omfatter de traditionelle fremstillingsmetoder til eliminering fire metoder: varmebehandling, statisk belastningspresning, vibrationsældning og mekanisk behandling. På grund af de tekniske egenskaber ved additiv fremstilling, der kan støbes uden forme, er det muligt at overveje at optimere topologien for at overvinde restspænding, når selve delen designes. For eksempel at reducere områder med ujævn tykkelse og undgå store tværsnitsændringer så meget som muligt; eller design af en forvarmningsformningsplatform og et varmeformningskammer på 3D-printudstyr kan effektivt reducere virkningen af resterende stress. Men på dette trin afhænger hvordan man forbedrer fordelingen af restspænding stadig af designerens erfaring, så en vis restspænding kan ikke undgås.
Restspænding er den spænding, der forbliver i et fast materiale, efter at alle faktorer, der indfører spænding, er blevet fjernet. De samme mekanismer, der kan generere restbelastning i traditionel mekanisk fremstilling, gælder for additiv fremstilling. I designet og trykte konstruktionsdele kan uventede eller ukontrollerbare restspændinger føre til for tidlig svigt af delen. Det er særligt vigtigt effektivt at overvinde restbelastningen ved fremstillingen af dele.
Software til stressaflastning i 3D-print
Den indenlandske selvudviklede UPrise3D udskæringssoftware har udviklet en afspændingsfunktion. Ved at slå denne funktion til planlægges udskrivningsmetoden og -stien automatisk i overensstemmelse med de forskellige strukturer af spændingsaflastningsdelmodellen for at minimere ophobningen af resterende spænding. I trykningsprocessen kan deformationskontrollen af modellen i sintringstrinnet realiseres.
Det følgende er en forklaring af tryksagerne med og uden afspændingsfunktionen aktiveret ved udskrivning:
Det ses af konstruktionsdelene, at efter at aflastningsfunktionen er slået til, er der som udgangspunkt ingen afvigelse i vinklen efter sintring. For konstruktionsdelene uden afspændingsfunktionen kan den tydelige deformation ses intuitivt, og vinkelafvigelsen er relativt stor.
For nogle tyndvæggede modeller kan eftersintringsdeformation forekomme på grund af akkumulering af spændinger i trykretningen. Fra sammenligningen af de følgende to grupper af tyndvæggede prøver kan det ses, at efter at spændingsaflastningsfunktionen er aktiveret, er det sintrede produkt åbenlyst
Afspændingsaflastning er meget vigtig i 3D-print, vi vil tage denne faktor med i overvejelserne ved print, så de dele vi printer er 99 procent stabile og ikke nemme at deformere, vride osv.