Har forskellige felter de samme behov for efterbehandling af metal 3D-print?

1. Luftfart: Den bedste ydeevne og evnen til at tilpasse sig ekstreme miljøer
Flysektoren har meget krævende standarder for metal 3D-printede dele. Kort sagt skal disse dele være stærke, i stand til at håndtere høje temperaturer, pålidelige og lette. For eksempel skal turbineblade til flymotorer fungere ved temperaturer over 1000 grader og opretholde centrifugalkræfter på titusindvis af omdrejninger i minuttet. De skal også være 30 % til 50 % lettere end standardstøbegods. Dette meget vanskelige arbejdsmiljø stiller tre hovedkrav til efter-behandling:

Mikrostrukturkontrol: Brug af varm isostatisk presning (HIP) for at slippe af med interne porer og få materialetætheden tæt på 100%. Et bestemt flyselskab anvender HIP-behandlede 3D-printede titanlegeringsblade. Disse klinger holder fem gange længere end ubehandlede dele og er 92 % så stærke som smedede dele.
At slippe af med restspænding: Restspændingen fra den laserselektive smeltning (SLM) proces kan være så høj som 60 % af materialets flydespænding. Stressudglødning (holdes ved 550 grader i 4 timer) er nødvendig for at bringe stressniveauet ned på et sikkert niveau. Efter denne behandling var den -bærende struktur af et givent rumskib i stand til at ændre form fra 3,2 mm til inden for 0,1 mm.
Kontrol af overfladeintegritet: Elektrolytisk polering sænker overfladeruheden fra Ra12,5 μm til Ra0,4 μm og laver et passiveringslag, der er 1-2 μm tykt. Dette gør at saltspraytesten varer fra 200 timer til 2000 timer og gør produktet sikkert til brug i havmiljøer.
2, Medicinske implantater: biokompatibilitet og individualiseret tilpasning
Den medicinske virksomhed har brug for metal 3D-printede dele, der er sikre for levende ting og kan bruges på mange forskellige måder. Hovedproblemet er at sikre, at "materialestrukturfunktion" matcher tre gange. For eksempel skal tilpassede hofteledsproteser opfylde følgende parametre til efter-behandling:

Biologisk overfladeaktivering: Et 20 μm tykt porøst oxidlag genereres på overfladen af ​​titanlegering ved hjælp af mikrobueoxidation. Porøsiteten holdes mellem 30 % og 40 %, og porestørrelsen er mellem 50 og 100 μm, hvilket svarer til strukturen af ​​menneskelige knogletrabekler. En klinisk undersøgelse viste, at denne overfladebehandling kan øge tempoet i knogleintegration med 40 % og opnå en protesestabilitet på 98,7 % seks måneder efter-operationen.
Behandling, der ikke bruger magneter: For at kernemagnetisk resonans skal virke, skal materialets restmagnetisme være mindre end 5nT, og forskellen i magnetisk domæneorientering, der sker under udskrivning, skal fjernes gennem behandling med fast opløsning (850 graders isolering i 2 timer og vandbekæmpelse). Efter denne terapi faldt området med billedartefakter forårsaget af en specifik hjertestent i en 3T MR-maskine med 82 %.
Størrelseskontrol, der er unik for dig: Et fem--akses koblingsbearbejdningscenter sliber samlingsoverfladen til en størrelsespræcision på ± 0,02 mm. Ved at bruge reverse engineering til at scanne patient-CT-data, 3D-print og CNC-præcisionsbearbejdning passer et specialfremstillet kraniereparationsimplantat til 99,3 % af defektstedet.
3. Fremstilling af biler: balancering af vægt og omkostninger
I bilsektoren er der et "polariseret" behov for 3D-printede metaldele. Avancerede-modeller ønsker den bedste ydeevne, mens lav-omkostningsmodeller ønsker at holde omkostningerne nede. Dette unikke krav presser efter-behandlingsteknologi til at ændre sig på to måder:

Høj-komponentbehandling: Motorkabinettet til et nyt energikøretøj er bygget af 3D-printet aluminiumslegering. T6 termisk behandling (fast opløsning 530 grader + kunstig ældning 170 grader) hæver trækstyrken fra 280 MPa til 380 MPa. Den termiske ledningsevne er også forbedret fra 120W/(m · K) til 180W/(m · K) for at opfylde behovene for IGBT-moduler til varmeafledning.
Bearbejdning af økonomiske komponenter: En specifik økonomisk model anvender 3D-printede rustfri stålbeslag, med overfladeruhed reduceret fra Ra10 μm til Ra3,2 μm via sandblæsningsbehandling med Al2O3-sandpartikler på 80 mesh-størrelse. Samtidig skabes et trykspændingslag på 0,5 μm tykt, som forlænger udmattelseslevetiden fra 50.000 til 200.000 cyklusser, hvilket opfylder 10-års brugskriterierne.
Optimering af batchproduktion: En multi-laserhoved SLM-enhed udskriver et specifikt transmissionsventilhus, og et online laserinterferometer kontrollerer kvaliteten af ​​mellemlagsbindingen i realtid. Ved hjælp af automatiseret shot peening-behandling (glasperler, partikelstørrelse 220 mesh) reduceres efterbehandlingstiden for et stykke fra 45 minutter til 12 minutter, hvilket er nok tid til at lave 500.000 stykker om året.
4. Energiudstyr: garanteret lang levetid og modstandsdygtighed over for korrosion
Metal 3D-printede dele skal kunne håndtere meget barske forhold, såsom høje temperaturer, høje tryk og betydelig korrosion. Dette gælder i sektorerne atomkraft, petrokemikalier og andre. En specifik undersøisk olie- og gasventil er bygget af en nikkel-baseret legering, der blev 3D-printet. Dets efter-behandlingssystem inkluderer:

Rengøring ved hjælp af superkritiske væsker: Ved at bruge flydende CO2 til at fjerne rester af pulver i den interne strømningskanal er denne metode otte gange mere effektiv end typisk ultralydsrensning, og størrelsen af ​​de resterende partikler holdes under 10 μm.
Gradient varmebehandling: Ved segmenteret quenching (1050 graders vandbekæmpelse + 760 graders olie quenching) dannes et 1 mm tykt martensitisk lag på materialets overflade, mens austenitstrukturen holdes i kernen. Dette får ventilens slagstyrke til at gå fra 20J til 120J ved -46 graders lave temperaturforhold.
Kompositbelægningsteknologi: For det første skaber plasmasprøjtning et 0,3 mm tykt Al2O3-13% TiO2 keramisk lag. Derefter tilføjer laserbeklædning et 0,1 mm tykt NiCrBSi-legeringslag. Dette sænker ventilens korrosionshastighed fra 0,02 mm/år til 0,001 mm/år i en 5% NaCl-opløsning.