Kif tittestja l-prestazzjoni tat-tkessiħ tal-forom tal-istampar 3D tal-metall?

一, Partijiet ewlenin tal-ittestjar tal-prestazzjoni tat-tkessiħ
1. Ittestjar tal-prestazzjoni termodinamika
Il-kejl tal-konduttività termali huwa mod importanti biex issir taf kemm il-materjali jittrasportaw is-sħana. Il-metodu tal-flash tal-laser ASTM E1461 jista 'jivvaluta b'mod preċiż id-diffusività termali tal-materjali tal-moffa bejn -100 u 500 grad Celsius. Tim ta 'riċerka ttestja l-azzar moffa H13 stampat 3D u skopra li l-konduttività tas-sħana tiegħu kienet 28.5W/(m · K), li hija 12% akbar mill-proċeduri standard tal-forġa. Dan minħabba li l-istampar 3D joħloq struttura unika ta 'qamħ fin.

L-għan ewlieni tal-analiżi tar-reżistenza termali huwa li ssir taf kemm il-moffa tittrasferixxi s-sħana sew. Biex tagħmel mapep tas-sħab tal-gradjent tat-temperatura, tista 'tpoġġi termokoppji f'punti importanti fuq il-moffa u tuża teknoloġiji ta' immaġini termali infra-aħmar biex tgħaqqadhom. Test magħmul minn ċerta kumpanija li tagħmel partijiet tal-karozzi jindika li t-temperatura tal-qalba tal-moffa tal-ikkastjar tal-liga tal-aluminju stampata 3D tagħhom tibqa' fi ħdan ± 3 gradi wara li tagħmel 1000 forom wara xulxin. Dan huwa 60% inqas minn forom tradizzjonali.

2. Ittestjar tad-dinamika tal-fluwidu
L-ittestjar tal-karatteristika tal-waqgħa tal-pressjoni huwa mod tajjeb biex tara jekk id-disinn taċ-ċirkwit tal-ilma li jkessaħ huwiex raġonevoli. L-apparat ta 'kalibrazzjoni tal-fluss Micronics PT100 jista' jikxef b'mod korrett it-telf tal-pressjoni fil-passaġġ tal-ilma meta r-rata tal-fluss tkun bejn 0.1 u 100L/min. Studju ta 'każ ta' moffa tal-ippakkjar elettroniku wera li l-kanal tal-ilma tat-tkessiħ spirali stampat 3D-naqqas biss 0.8kPa b'rata ta 'fluss ta' 20L/min, li kienet 45% inqas mill-kanal tal-ilma tat-tħaffir tradizzjonali. Dan juri li d-disinn tal-kanal tiegħu huwa aktar konformi mal-prinċipji tad-dinamika tal-fluwidu.

Netwerk ta' sensuri tal-fluss b'ħafna-kanali jintuża biex isir it-test tal-uniformità tal-fluss. Tim ta' riċerka waqqaf 12-il sit ta' monitoraġġ tal-fluss f'forma kkumplikata tal-kavità stampata 3D-. Huma osservaw li d-devjazzjoni tal-fluss ta 'kull kanal inżammet fi ħdan ± 2% biex jiġi żgurat li l-mezz li jkessaħ jinfirex b'mod uniformi. Din il-proċedura tal-ittestjar hija tajba ħafna għal forom ta'-preċiżjoni għolja użati fl-industrija tal-ajruspazju. Pereżempju, moffa ta 'appoġġ tas-satellita li rfinat il-mudell tal-passaġġ tal-ilma biex tnaqqas id-deformazzjoni tal-warpage tal-prodott minn 0.3mm għal 0.05mm.

2, Sistema għall-ittestjar fuq skali differenti
1. Ittestjar fuq skala mikroskopika
Studju metallografiku jista' juri l-propjetajiet mikrostrutturali waħda-ta--ta' l-istampar 3D. B'mikroskopju metallografiku Olympus BX53M, tista 'tara ħbub kolonni fini li saru bl-użu tal-proċess tat-tidwib tas-sodda tat-trab tal-laser (LPBF). Dawn il-ħbub huma aktar minn 50% iżgħar minn dawk magħmula b'metodi tipiċi tal-ikkastjar. Din il-mikrostruttura tagħmel il-materjal ferm aħjar biex tittratta l-għeja termali. Wara 10 ^ 6 ċikli termali, ċertu test wera li l-forom stampati 3D għad għandhom struttura sħiħa tal-konfini tal-qamħ, filwaqt li l-forom tradizzjonali kellhom xquq ċari.

Il-porosimetru tal-intrużjoni tal-merkurju Micromeritics AutoPore V jintuża biex issib il-porożità. Jista 'jsib b'mod korrett fejn il-pori huma fil-moffa. Test tal-moffa tal-impjant mediku indika li billi jinbidel is-settings tal-istampar, il-porożità setgħet titnaqqas minn 0.5% għal 0.08%, u d-daqs tal-pori kien l-aktar bejn 1 u 5 μm. Din l-istruttura ħoxna twaqqaf il-mezz li jkessaħ milli jnixxi u tagħmel il-moffa aktar b'saħħitha.

2. Ittestjar fuq skala kbira
Il-monitoraġġ dinamiku tal-immaġini termali huwa mod faċli biex tara kemm il-forom qed ikessħu b'mod uniformi. Il-kamera tal-immaġini termali FLIR T865 tista' turi kif it-temperatura fuq il-wiċċ tal-moffa tvarja f'ħin reali. Għandu riżoluzzjoni ta '640 × 480 u jista' jara temperaturi minn -40 grad sa 1500 grad. Meta ttestjaw ċertu moffa tar-ras taċ-ċilindru tal-magna tal-karozzi, ir-riċerkaturi qabblu l-immaġini tal-immaġni termali tal-istampar 3D u l-forom tradizzjonali. Sabu li d-devjazzjoni standard tad-distribuzzjoni tat-temperatura tal-moffa tal-istampar 3D kienet biss 1.2 grad, li kienet 75% inqas minn dik tal-moffa tradizzjonali. Dan wera li d-disinn ta 'ċirkwit ta' l-ilma li jkessaħ konformi għamel differenza kbira fil-bilanċ termali.

Il-magna tal-ittestjar tal-għeja MTS 370.10 tintuża għat-test tal-ħajja tal-għeja. Jissimula kif il-prestazzjoni tal-moffa tinbidel wara 1 miljun ċiklu sħun u kiesaħ b'firxa ta 'tagħbija ta' ± 25kN. 3D azzar tal-moffa stampat iżomm 90% tal-ebusija oriġinali tiegħu wara 500,000 ċiklu, filwaqt li l-forom tradizzjonali jitilfu 30% tal-ebusija tagħhom taħt l-istess kundizzjonijiet. Dan għaliex it-teknoloġija tal-istampar 3D teħles mill-konċentrazzjoni tal-istress intern.

3, Użu ta 'l-aħħar tekniki ta' ttestjar
1. It-teknoloġija tat-tewmin diġitali
Mudell tewmin diġitali tal-proċess tat-tkessiħ tal-moffa jista 'jsir billi tgħaqqad is-softwer tal-analiżi tal-fluss tal-moffa Moldflow ma' metodi ta 'tagħlim bil-magni. Grupp ta 'studju bena mudell AI li jista' raden it-temperatura, il-veloċità u d-distribuzzjonijiet tal-pressjoni f'ċerta żona billi jitħarreġ fuq 36,000 sett ta 'dejta tal-forma tal-pinen parametrizzata. Ir-riżultati pproġettati tal-mudell jaqblu sew mad-dejta tal-ittestjar reali, b'rata ta 'preċiżjoni ta' 95%. Dan huwa 40% aħjar minn metodi empiriċi standard u jnaqqas iż-żmien li tieħu biex tagħmel moffa.

2. Netwerk ta 'sensors ċkejkna
It-tqegħid ta 'mikro temperatura u firxa tas-sensuri tal-pressjoni fil-moffa jista' jħallik iżżomm għajnejk fuq il-proċess tat-tkessiħ f'ħin reali. Studju partikolari uża 24 sensur MEMS fi skambjatur tas-sħana ċkejkna stampat 3D- biex ikejjel b'suċċess bidliet fit-temperatura lokali ta '0.1 grad , u ta appoġġ ta' dejta preċiż għall-ġestjoni tal-kanal. Din it-teknika hija kbira biex isiru forom ta'-preċiżjoni għolja fl-industrija tal-ajruspazju. Pereżempju, moffa taż-żennuna tal-magna rokit li tikkontrolla l-bidliet fit-temperatura fiż-żona tal-konċentrazzjoni tal-istress tas-sħana fi ħdan ± 5 gradi permezz ta 'netwerk tas-sensuri.

4. Standards u kriterji għall-ittestjar fl-industrija
ISO 23499-2017, "Standard ta 'Valutazzjoni tal-Kwalità għall-Istampar 3D tal-metall," ġie ppubblikat mill-Organizzazzjoni Internazzjonali għall-Istandardizzazzjoni (ISO). Huwa jistabbilixxi l-istandard għall-valutazzjoni tal-prestazzjoni tat-tkessiħ. It-test tal-konduttività termali għandu jsegwi l-istandard ASTM E1461, it-test tal-waqgħa tal-pressjoni għandu jsegwi l-ispeċifikazzjoni ISO 527-2, u t-test tal-ħajja tal-għeja għandu jsegwi l-istandard ISO 1217. Fiċ-Ċina, standards bħal GB/T 39251-2020 "Metodi ta 'karatterizzazzjoni għal Proprjetajiet ta' Trab tal-metall fil-Manifattura Addittiva" jagħtu lill-industrija sett sħiħ ta 'speċifikazzjonijiet tekniċi.