Għaliex il-wiċċ tal-partijiet tal-metall stampati 3D huwa relattivament mhux maħdum?

一, Karatteristiċi tat-trab: il-kawża ta 'difetti żgħar
1.L-effett doppju tad-distribuzzjoni tad-daqsijiet tal-partiċelli tat-trab
Studju li sar mill-Università tal-Pajjiż Bask fi Spanja wera korrelazzjoni lineari bejn il-ħruxija tal-wiċċ u l-iżgħar daqs tal-partiċelli (D10) fid-distribuzzjoni tad-daqs tal-partiċelli tat-trab: tnaqqis fil-valur D10 jikkorrispondi għal tnaqqis fil-ħruxija. Meta d-D10 fil-lott tat-trab jinżel minn 25 μm għal 11 μm, pereżempju, il-ħruxija tal-wiċċ tal-partijiet tista 'tinżel minn 60 μm għal inqas minn 40 μm. Iżda dan jaħdem biss għal trabijiet fini. Meta d-daqs tal-partiċelli tat-trab ikun akbar minn D50, ma jimpurtax kemm hu mhux maħdum.
2. L-"effett ta 'snowball" tat-trab li jeħel mal-affarijiet
Matul il-proċess tal-istampar 3D, trab fin li jkun ġie parzjalment imdewweb se jeħel mal-wiċċ tal-oġġett, u jagħmel ħotob li jidhru qishom "blalen tas-silġ". Ir-riċerka metallografika tiżvela li l-mikrostruttura ta 'dawn it-trabijiet adeżivi tallinja mal-korp tal-komponenti, li tissuġġerixxi li huma direttament ġejjin mill-lott oriġinali tat-trab. Pereżempju, l-użu ta 'trab b'D50=45 μm jista' jagħmel id-dijametru tat-trab li jwaħħal tal-wiċċ jilħaq 33-47 μm, li jżid ħafna l-ħruxija.
3. L-iktar ħaġa importanti dwar l-isferiċità tat-trab
Jekk it-trab ma jkunx sferiku ħafna, jista 'jinfirex b'mod irregolari u jifforma saff maħlul b'porożità sa 10%. Dawn il-pori se jaqbdu trab li għadu ma jiddewwebx u jagħmlu difetti fil-wiċċ matul il-proċess tat-tidwib tal-lejżer. Studji wrew li l-użu ta 'trabijiet bi sferiċità li taqbeż il-95% jista' jnaqqas il-ħruxija tal-wiċċ b'aktar minn 30%.
2, Parametri tal-istampar: Bilanċ tajjeb tal-kontroll tal-proċess
1. Il-kunflitt bejn id-densità tal-enerġija u t-titjir
High energy density (>100J/mm³) jista 'jagħmel il-fluss tal-pool imdewweb aħjar, iżda jista' wkoll jagħmel rebound tal-fwar tal-metall, li jikkawża t-tixrid tal-metall imdewweb. Dawn il-qtar jibred u jinbidlu f'partiċelli sferiċi li jeħel mal-uċuħ tal-partijiet, u jagħmluhom 50% sa 80% aktar ħorox. Pereżempju, waqt l-istampar bl-Inconel 718, in-numru ta 'titjir tal-wiċċ jitla' tliet darbiet meta d-densità tal-enerġija tmur minn 80J/mm³ għal 120J/mm³.
2. L-influwenza tal-ħxuna tas-saffi u n-nisġa tas-solidifikazzjoni fuq xulxin
Waħda mill-affarijiet ewlenin li taffettwa l-ħruxija hija l-ħxuna tas-saffi. L-għoli tal-ħruxija tal-wiċċ minħabba l-effett tal-pass jista 'jmur minn 10 μm sa 25 μm meta l-ħxuna tas-saff tmur minn 20 μm għal 50 μm. Ukoll, l-angolu li fih il-lejżer jolqot il-wiċċ għandu effett kbir fuq in-nisġa tas-solidifikazzjoni. Pereżempju, fiż-żona l-aktar 'il bogħod miċ-ċentru tal-istampar, meta d-devjazzjoni tal-angolu tkun aktar minn 15-il grad, il-ħruxija tal-wiċċ titla' b'40% minħabba li l-pool tat-tidwib ma jissolidifikax b'mod ugwali.
3. Spazju għat-titjib tal-approċċ tal-iskannjar
Il-metodu standard ta' skennjar ta'-mod wieħed se jħalli strixxi fuq il-wiċċ tal-parti f'intervalli regolari. Madankollu, l-użu ta 'checkboard jew skanjar spirali jista' jkisser dan il-mudell u jagħmel id-distribuzzjoni tal-ħruxija aktar ugwali. Pereżempju, waqt l-istampar b'liga tat-titanju, il-metodu tal-iskannjar spirali jbaxxi d-devjazzjoni standard tal-ħruxija tal-wiċċ minn 8 μm sa 3 μm.
3, Teknoloġija ta' wara-ipproċessar: mod ġdid biex jintemmu l-uċuħ
1. Il-limiti tal-ipproċessar mekkaniku
L-ipproċessar mekkaniku tradizzjonali, bħal tħin CNC, ma jaħdimx tajjeb ma 'strutturi kkumplikati tal-kavità ta' ġewwa u jista 'ma jaħdimx tajjeb mad-disinn ħafif tal-istampar 3D. Meta tħin impjanti tal-ġenbejn b'sistemi ta 'kannizzata, pereżempju, għandha tinżamm allowance tal-magni ta' mill-inqas 0.5mm, li żżid 15% sa 20% mal-piż.
2. Kontroll mikroskopiku tal-illustrar kimiku
Billi tħoll b'mod selettiv il-mikro peaks tal-wiċċ, il-lostru kimiku jista 'jikseb kontroll ta' preċiżjoni nanoskala. Meta tipprintja b'liga tal-kromju tal-kobalt, illustrar kimiku b'soluzzjoni magħquda ta 'aċidu nitriku u aċidu idrokloriku jista' jbaxxi l-ħruxija tal-wiċċ minn 12 μm għal 0.8 μm mingħajr ma ssir ħsara lill-istruttura tal-kannizzata. Iżda dan l-approċċ jeħtieġ li jżomm għajnejk mill-qrib fuq it-temperatura (± 2 gradi) u l-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni (± 0.5%). Jekk le, tista 'tissaddad wisq.
3. Modi ġodda biex tuża l-illustrar tal-lejżer
It-teknoloġija tal-illustrar sinkroniku tal-laser doppju tgħaqqad il-laser prinċipali biex tibni partijiet u l-laser sekondarju (polz nanosecond) biex tneħħi t-trab tal-wiċċ li jibqa 'f'ħin reali. Dan jista 'jagħmel il-wiċċ 70% aktar lixx. Dan il-metodu, pereżempju, inaqqas il-ħruxija tal-istampar tal-istainless steel minn 7 μ m għal 2 μ m mingħajr aktar xogħol. Iżda t-tagħmir jiswa 3 sa 5 darbiet daqs l-printers 3D regolari, li jagħmilha diffiċli biex jintuża fuq skala kbira.
4. Tkissir mill-kavità ta 'ġewwa fil-magni tal-fluss li joborxu
Il-magni tal-fluss li joborxu (AFM) għandu benefiċċji speċjali għal strutturi kkumplikati tal-kavità interna. Meta ssuq mezz semi-solidu b'partiċelli li joborxu tal-karbur tas-silikon fil-kavità ta 'ġewwa bi pressjoni għolja, tista' teħles minn burrs u tagħmel il-wiċċ aktar lixx. AFM inaqqas il-ħruxija tal-wiċċ tal-kavità ta 'ġewwa minn 50 μm sa 5 μm waqt li tipprintja ż-żennuni tal-fjuwil tal-magni tal-avjazzjoni. Iżomm ukoll il-kanal tal-fluss tal-fjuwil lixx.
4, Prattika tal-Industrija: Il-Moviment mil-Lab għall-Fabbrika
1. Skoperti ġodda fil-qasam tal-ajruspazju
GE Aviation tagħmel żennuni tal-fjuwil għal magni LEAP bl-użu tat-teknoloġija SLM u trattament HIP (pressing isostatiku sħun). Dan inaqqas il-porożità minn 0.8% għal 0.02% u jżid il-ħajja tal-għeja bi tliet darbiet. Bl-irfinar -l-approċċ tal-iskannjar u l-ħxuna tas-saff (30 μ m), il-ħruxija tal-wiċċ tinżamm fi ħdan Ra12 μ m, li tissodisfa l-istandards stabbiliti mill-industrija tal-avjazzjoni.
2. Domanda personalizzata għal apparat mediku
Johnson&Johnson Medical ħolqot proċess kompost għal impjanti tal-ġogi tal-ġenbejn stampati 3D-li jgħaqqad it-ttemprar bil-vakwu u l-illustrar kimiku. L-ittemprar bil-vakwu jneħħi l-istress residwu, u mbagħad tintuża soluzzjoni tal-illustrar ibbażata fuq l-aċidu ċitriku- biex twitti l-wiċċ minn Ra50 μm sa Ra0.8 μm filwaqt li tinżamm bijokompatibbli. Dan il-metodu jagħti lill-impjant ħajja ta 'għeja ta' aktar minn 20 sena, li hija aktar minn dak li huwa meħtieġ f'ambjenti kliniċi.
3. Apparati tal-enerġija li jistgħu jaħdmu f'ambjenti ħarxa ħafna
Siemens jagħmel xfafar tat-turbini tal-gass billi juża teknoloġija ta 'rikristallizzazzjoni direzzjonali u trattament ta' soluzzjoni solida. Dan inaqqas ir-rata ta' creep ta' ligi b'temperatura għolja-ibbażati fuq in-nikil-bi 80%. Billi tirregola l-gradjent tat-temperatura (b'veloċità ta 'tpinġija ta' 2.5 mm / h f'1235 grad), inħolqot struttura tal-kristall kolonni li kienet konformi mal-assi tal-istress. Dan żied il-ħajja tal-għeja f'650 grad.