1 Synopsis af problemer med repeterbarheden af metal 3D-printmateriale
Ved lag for lag stabling af metalpulvere genererer metal 3D-print en tredimensionel fast struktur, der inkluderer flere faser, herunder pulverbehandling, lasersmeltning, afkøling og størkning. Enhver handling kan påvirke den sidste dels materialeegenskaber og derfor påvirke gentageligheden af ydeevnen. Dette kan give problemer. Især gentageligheden af materialeegenskaber viser sig mest i følgende funktioner:
Mikrostruktur-uoverensstemmelser: Hurtig afkøling af lasersmeltet pulver under metal-3D-printprocessen forårsager let at udvikle uligevægtige mikrostrukturer, herunder ujævn fordeling af kornstørrelse, form og orientering. De mekaniske egenskaber af delene - styrke, hårdhed og sejhed - er direkte påvirket af variationerne i denne mikrostruktur.
Almindelige kvalitetsproblemer i 3D-printede metalprodukter er porøsitet og fejl. De kunne starte fra pulverforurenende stoffer, gasindeslutninger under lasersmeltning, utilstrækkelig mellemlagsbinding og andre elementer. Delenes styrke og holdbarhed kan sænkes betydeligt ved tilstedeværelsen af fejl og porer.
Varmebehandlings- og efterbehandlingseffekter: Normalt kræver varmebehandling og efterbehandling efter udskrivning, metal 3D-printede komponenter hjælper med at maksimere mikrostrukturen, reducere resterende stress og forbedre overfladekvaliteten. Men under varmebehandling og efterbehandling kan elementer, herunder temperaturkontrol, holdevarighed og afkølingshastighed, alle påvirke deles materialeegenskaber og derved kompromittere ydelsens repeterbarhed.
Forarbejdningsteknologier og pulverkvalitet: Ydeevnen for trykte varer afhænger meget af metalpulvers kvalitet og forarbejdningsteknologier. Under udskrivningsprocessen kan pulverets partikelstørrelsesfordeling, form, flydeevne og kemiske sammensætning alle påvirke pulverfyldningstætheden, laserabsorptionseffektiviteten og smelteadfærden, hvilket påvirker komponenternes materialeegenskaber.
2 Snarere end tilgang til at adressere materialeegenskabers repeterbarhed i metal 3D-print
Fra følgende synspunkter kan der foreslås fornuftige metoder til at løse materialegentagelighed i 3D-print:
maksimering af forarbejdningsteknologi og pulverkvalitet: Løsning af ydelsens repeterbarhed starter med at forbedre kvaliteten og forarbejdningsteknologien for metalpulvere. Streng kontrol af pulverets partikelstørrelsesfordeling, form og kemiske sammensætning samt avancerede pulverbehandlingsteknologier, herunder ultralydsvibrationer og luftstrømsscreening, vil bidrage til at forbedre pulverets fyldningstæthed og laserabsorptionseffektivitet, så dannelsen af porer reduceres. og defekter, og dermed forbedre materialets gentagelighed af delene.
nøjagtig kontrol af produktionsparametre: Komponenternes materialekvaliteter er stærkt påvirket af de printindstillinger, der bruges i metal 3D-print: laserkraft, scanningshastighed, lagtykkelse og spotstørrelse. Gennem nøjagtig styring af disse parametre kan mikrostrukturen af komponenterne maksimeres, ikke-ligevægtsfasedannelse kan minimeres, og materialets mekaniske egenskaber og korrosionsbestandighed kan øges. Samtidig med dette kan fornuftig planlægning af udskrivningsveje hjælpe med at reducere forekomsten af fejl og øge gentageligheden af delens ydeevne.
Forbedring af efterbehandlingsprocedurer og varmebehandlingsteknikker: Metal 3D-printede deles ydeevne er stærkt påvirket af efterbehandlingsprocedurer og varmebehandling. Restspænding kan reduceres, mikrostruktur kan optimeres, og komponenternes styrke og sejhed kan øges ved hjælp af optimal varmebehandlingsprocesoptimering - det vil sige ved at vælge passende opvarmningstemperatur, holdevarighed og kølehastighed. Samtidige avancerede efterbehandlingsmetoder, herunder overfladebelægning, polering og sandblæsning, kan hæve overfladekvaliteten, øge slidstyrken og korrosionsbestandigheden.
Forbedring af kvalitetskontrol og procesovervågning: Styrkelse af procesovervågning og kvalitetsinspektion er en vigtig måde at øge gentageligheden af materialeegenskaber i metal 3D-print. Realtidsovervågning af temperatur, tryk og gassammensætning under udskrivningsprocessen hjælper med at finde og rette mulige kvalitetsproblemer hurtigt. Avancerede detektionsmetoder, herunder røntgendiffraktion, scanningselektronmikroskopi og energispektrumanalyse, kan også bruges samtidigt til præcist at undersøge mikrostrukturen og den kemiske sammensætning af delene, så det garanteres, at deres ydeevne opfylder designkriterier.
Undersøgelse af materialeydeevne og datakompilering: Udførelse af materialeydeevneforskning og dataindsamling er nøglen til at løse gentageligheden af materialeegenskaber i metal 3D-printning, da komplicerede faktorer fra mange aspekter er involveret i denne proces. Mere nøjagtige og pålidelige forudsigelsesmodeller kan udvikles ved hjælp af dybdegående forskning i virkningerne af forskellige materialer, printparametre og varmebehandlingsteknikker på deles ydeevne, hvilket giver et videnskabeligt grundlag for at optimere udskrivningsprocesser og forbedre ydeevnens repeterbarhed. Samtidig kan indsamling af en masse eksperimentelle data gavne yderligere materialeudvikling og procesoptimering rigtig stærkt.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/aluminium-alloy-3d-printed-racing-parts.html