Hvad er hovedformålet med efter-behandling til 3D-udskrivning af metal?

1. At slippe af med produktionsfejl: Sørg for, at varer opfylder kvalitetskriterier
Fordi metal 3D-print opbygger lag, vil der altid være fejl på overfladen og inde i objektet. Hvis disse problemer ikke løses, vil de direkte påvirke, hvordan delene fungerer, og hvor længe de varer.

Udbedring af overfladefejl
Trykte dele har ofte problemer på deres overflader, såsom laglinjer, grater og efterladt støtte. For eksempel kan overfladeruheden af ​​trykte aluminiumslegeringsdele være så høj som Ra10-20 μm, hvilket er væsentligt større end Ra1,6 μm ved traditionel behandling. Overfladebehandlingsmetoder inklusive sandblæsning, polering og slibning kan gøre overfladen meget glattere. For eksempel, efter sandblæsning, gik overfladeruheden af ​​en bestemt flymotorvinge fra Ra15 μm til Ra3,2 μm. Dette fjernede overfladens mikrorevner og forhindrede træthedsbrud i at ske på grund af stresskoncentration.
At slippe af med interne fejl
Når metal er 3D-printet, kan det have indre fejl som porer og revner, hvis pulveret ikke smelter helt sammen, eller gassen ikke kommer ud hurtigt nok. Varm isostatisk presning (HIP) teknologi bruger et miljø med høj-temperatur og-højt tryk (typisk 1000-1200 grader og 100-200 MPa) til at ændre formen på materialer, lukke interne porer og hæve tætheden fra 98 % til mere end 99,9 %. Efter at en vis virksomhed inden for medicinsk udstyr brugte HIP-behandling til at 3D-printe hofteledsproteser af titanlegering, gik træthedstiden fra 10 ⁶ gange til 10 ⁷ gange, hvilket opfyldte internationale standarder.
2. Forbedre ydeevnen af ​​materialer: sørg for, at de kan håndtere hårde arbejdsforhold
Mikrostrukturen af ​​3D-printede metaldele er forskellig fra den for elementer, der blev fremstillet tidligere, og efter-behandling er nødvendig for at få dem til at fungere bedre generelt.

Lindring af resterende stress
Når metal 3D-printning opvarmes og afkøles hurtigt, efterlader det resterende stress. Restspænding kan være 50 % til 70 % af flydespændingen af ​​rustfrit stål trykte dele, hvilket let kan få dem til at bøje eller knuse. At holde noget ved 500–700 grader i 2–4 timer og derefter lade det afkøle langsomt er et eksempel på en udglødningsprocedure, der kan sænke restspændingen med mere end 80 %. Et bestemt firma, der fremstiller bildele, forbedrede levetiden for sit 3D-trykte formstål fra 50.000 gange til 200.000 gange efter udglødning. De skærer også ned på deformation med 90%.
Regulering af organisationsstruktur
Den søjleformede krystalstruktur af trykte materialer forårsager anisotropi, hvilket gør ydeevnen mindre konsistent. Slukning og temperering kan gøre kornstørrelsen mindre og skabe en ensartet martensitisk struktur. Efter bratkøling (afkøling i vand ved 1050 grader) og temperering (afkøling i luft ved 650 grader), gik trækstyrken af ​​316L rustfrit stål fra 680MPa til 920MPa, og forlængelsen gik fra 40% til 25%. Imidlertid blev isotropien meget forbedret, hvilket er hvad strukturelle komponenter til rumfart har brug for.
Forbedring af overfladeydelse
Dele kan gøres mere modstandsdygtige over for korrosion og slid ved at bruge overfladebehandlinger, herunder galvanisering, kemisk plettering, anodisering og andre. En bestemt maritim ingeniørvirksomhed bruger den kemiske nikkelfosforbelægningsteknik til at behandle 3D-printede rustfri stålventiler. Dette gør dem modstandsdygtige over for salttågekorrosion i 2000 timer i stedet for kun 240 timer, hvilket er det, der er nødvendigt for dyb-søoperationer.
3. Forbedring af dimensionel nøjagtighed: opfylder præcise montagestandarder
Den dimensionelle nøjagtighed af metal 3D-printning er typisk ± 0,1-0,5 mm, hvilket gør det svært at opfylde behovene for høj-nøjagtig montering. Efterbehandling bruger metoder som bearbejdning og trådskæring for at få tingene til at passe perfekt.

Matchende bearbejdning af overflader
Til overflader, der skal passe sammen med andre dele, såsom huller, aksler og planer, skal teknikker som fræsning og slibning bruges for at få de rigtige designdimensioner. En bestemt rumfartsvirksomhed anvender et fem--akse koblingsbearbejdningscenter til præcist at behandle 3D-printede titanlegeringsbeslag. Dette holder den parringsflades dimensionelle tolerance mellem ± 0,3 mm og ± 0,02 mm, hvilket sikrer, at beslagene passer perfekt til motorsystemet.
Fastgøring af tråde
Udskrivning af tråde kan have problemer, herunder manglende tandprofiler og stigningsfejl. Gevindfræsning eller -rulning kan fastsætte gevindnøjagtighed. En bestemt virksomhed med medicinsk udstyr anvender trådrullende teknologi til at arbejde med 3D-printede knoglesøm i rustfrit stål. Gevindnøjagtigheden er på 6g-niveauet (ISO-standard), og drejningsmomentudsvingsområdet, når det parres med knogleplader, falder fra ± 15 % til ± 5 %.
4. Overhold industristandarder: Bliv certificeret
I industrier som sundhedspleje og luftfart er der høje standarder for kvaliteten af ​​komponenter. Efter-behandling er et vigtigt skridt i at nå disse standarder.

sundhedsområdet
FDA siger, at implantater skal have en overfladeruhed på Ra < 0,8 μm og ikke efterlade nogen farlige stoffer. Et firma anvendte elektrolytisk polering til 3D-print af koboltkromlegeringer af ledproteser. Dette gjorde overfladen mindre ru (Ra0,4 μm) og fjernede eventuelle rester af nikkelioner på overfladen. Proteserne bestod også biokompatibilitetstest.
luftfartsindustrien
NASA krav siger, at vigtige strukturelle dele skal holde mindst 10 gange længere end normalt. En virksomhed brugte HIP+varmebehandlingskompositteknologi til at lave en 3D-trykt nikkel-baseret høj-legeret turbineskive med høj temperatur. Skiven holdt i 1,2 × 10 ⁷ cyklusser og bestod luftdygtighedstest.
5. Reduktion af de samlede omkostninger: finde den rette balance mellem ydeevne og omkostninger
Efter-behandling tilføjer flere trin, men i sidste ende sænker det omkostningerne ved at få dele til at fungere bedre og reducere mængden af ​​skrot.

Skær ned på omkostningerne til efterbearbejdning
Efter at have brugt 3D-print- og varmebehandlingsteknologi hævede en specifik virksomhed, der fremstiller forme til biler, den første-tidspasseringsrate for forme fra 60 % til 95 % og reducerede omkostningerne ved efterbearbejdning på grund af deformation og revner med 70 %.
Forlæng tjenestens levetid
En særlig energivirksomhed 3D-printede pumpekroppe i rustfrit stål ved hjælp af en overfladenitreringsbehandling. Dette gjorde dem tre gange mere modstandsdygtige over for slid, forlængede vedligeholdelsescyklusser fra tre måneder til tolv måneder og reducerede de årlige vedligeholdelsesudgifter med 60 %.