X'inhu r-rwol tat-trattament tas-sħana ta 'ħelsien mill-istress fl-istampar 3D tal-metall?

1. Il-metodu ta 'formazzjoni u perikli ta' stress residwu
In-natura fiżika tal-akkumulazzjoni tal-istress termali
Ir-raġġi tal-lejżer jew tal-elettroni joħolqu temperaturi għoljin ħafna (aktar minn 2000 grad) f'postijiet żgħar matul il-proċess tal-istampar 3D tal-metall. Dan idub it-trab tal-metall u jagħmel ġabra ta 'metall imdewweb. Meta r-raġġ tal-lejżer jitmexxa 'l bogħod, il-pool imdewweb jiksaħ u jibbies malajr, li jagħmel il-bidla fit-temperatura f'postijiet fil-qrib. Din l-espansjoni u l-kontrazzjoni termali irregolari joħolqu kamp ta 'tensjoni kkumplikat ġewwa l-parti. Meta tipprintja parentesi ta 'l-avjazzjoni ta' liga tat-titanju, l-istruttura sospiża m'għandha l-ebda appoġġ, u l-istress lokali jista 'javviċina 80% tas-saħħa tar-rendiment tal-materjal, li hija ferm ogħla mil-limitu tal-ġarr tal-materjal.
Problemi Komuni Li Jikkaġunaw Stress
Jekk it-tensjoni residwa ma titħalliex malajr, se tipproduċi tliet problemi ewlenin:
Instabilità ġeometrika: Meta t-tensjoni tkun wisq biex il-materjal jorbot mas-sottostrat, il-parti titgħawweġ u tibdel il-forma. Studju ta 'każ ta' xafra ta 'magna tal-inġenju tal-ajru sab li x-xafra li ma kinitx ittrattata mgħawġa bi 3.2mm wara l-istampar, li hija ħafna aktar mit-tolleranza ta' 0.1mm meħtieġa għall-assemblaġġ.
Inizjazzjoni ta 'xquq: Il-post fejn tinbena t-tensjoni x'aktarx li jkun fejn jibdew ix-xquq. Meta tipprintja diski tat-turbini tal-liga ta' liga b'temperatura għolja-ibbażati fuq in-nikil-, partijiet mhux ittrattati għandhom rata ta 'inċidenza ta' xquq ta '42%, iżda wara t-trattament bis-sħana, tinżel għal inqas minn 2%.
Degradazzjoni tal-prestazzjoni: L-istress residwu jista 'jqassar il-ħajja tal-materjali. L-esperimenti wrew li l-istat mhux ittrattat tal-komponenti tal-istainless steel 316L jirriżulta fi tnaqqis ta '60% fil-ħajja tal-għeja taċ-ċiklu għoli meta mqabbel mal-kundizzjoni ta' wara-trattament tas-sħana.
2. It-teorija teknika u l-proċess tat-twettiq tat-trattament bis-sħana ta 'ħelsien mill-istress
Il-mod fiżiku kif inħallu t-tensjoni
It-trattament bis-sħana ta 'ħelsien mill-istress ifisser li jsaħħan il-parti għal ċertu firxa ta' temperatura (tipikament 0.4 sa 0.6 darbiet il-punt tat-tidwib) biex il-materjal ikun flessibbli ħafna. F'din it-temperatura, il-kapaċità ta 'l-atomi li jiċċaqilqu hija mtejba, u difetti żgħar bħal dislokazzjonijiet u toqob huma organizzati mill-ġdid, li bil-mod jirrilaxxa stress intern permezz ta' deformazzjoni plastika ċkejkna. Meta tieħu l-liga bbażata fuq in-nikil Inconel 718 bħala eżempju, wara 4 sigħat ta 'insulazzjoni f'620 grad, l-istress residwu tiegħu jista' jitbaxxa minn 380 MPa għal inqas minn 50 MPa.
Kontroll eżatt tal-parametri tal-proċess
L-affarijiet ewlenin li jaffettwaw it-trattament tas-sħana għat-tnaqqis tal-istress huma r-rata tat-tisħin, it-temperatura tal-insulazzjoni, iż-żmien li tieħu biex tiżola, u l-mod kif tkessaħ:
Rata tat-tisħin: M'għandekx tisħon malajr wisq, peress li dan jista' joħloq aktar stress. Ir-rata tat-tisħin għall-partijiet tal-liga tal-aluminju għandha tinżamm għal inqas minn jew ugwali għal 10 gradi / min.
Temperatura ta 'insulazzjoni: Normalment iddisinjata biex tkun aktar baxxa mit-temperatura li fiha jiffurmaw il-kristalli. Il-firxa tat-temperatura normali għat-trattament tas-sħana tal-liga tat-titanju Ti6Al4V hija 593 sa 649 grad Celsius. Dan huwa l-aħjar mod biex ittaffi t-tensjoni u tittejjeb l-istruttura tal-qamħ.
Kif tkessaħ: Uża tkessiħ tal-forn jew tkessiħ b'rata kkontrollata biex tevita stress żejjed li jiġi mit-tkessiħ malajr wisq. Istanza ta 'impjant mediku turi li teknika ta' tkessiħ tal-istadju (600 grad → 400 grad → temperatura tal-kamra) tista 'tirregola d-deformazzjoni tal-komponenti fi ħdan 0.05mm.
Benefiċċji ta 'Ambjent Vakwu
It-trattament bis-sħana bil-vakwu sar l-aħjar għażla għall-manifattura ta'-livell għoli peress li jeħles mir-riskji ta' ossidazzjoni u kontaminazzjoni. It-testijiet ta 'TAV Vacuum Furnace Company wrew li komponenti ta' l-istainless steel 316L li huma ttrattati bis-sħana-fil-vakwu għandhom wiċċ 40% aktar lixx u 25% reżistenza aħjar għall-korrużjoni minn partijiet li huma ttrattati bis-sħana-fl-arja. Ukoll, atmosfera vakwu tista 'twaqqaf problemi bħall-fraġilità tal-idroġenu, li jagħmilha perfetta għall-industrija tal-inġenji tal-ajru, fejn il-purità tal-materjal hija importanti ħafna.
3. L-utilità tat-trattament bis-sħana ta 'ħelsien mill-istress fid-dinja reali u fin-negozju
Garanzija tal-prestazzjoni fl-industrija tal-ajruspazju
It-trattament bis-sħana ta 'ħelsien mill-istress huwa pass importanti biex isiru xfafar tal-magni tal-avjazzjoni peress li jiżgura li l-partijiet huma affidabbli. GE Aviation tejbet it-teknika tat-trattament tas-sħana sabiex tnaqqas l-istress residwu f'blades tal-liga b'bażi ​​ta' nikil-single crystal b'75% u tagħmilhom idumu tliet darbiet itwal. Il-ħajja tal-għeja taċ-ċiklu baxx tad-diska tat-turbina f'ċertu tip ta 'magna turbofan marret minn 500 ċiklu għal 2000 ċiklu wara t-trattament bis-sħana. Dan jissodisfa l-ħtiġijiet ta' disinn ta'-ħajja twila.
Titjib tal-bijokompatibilità ta 'impjanti mediċi
Impjanti ortopediċi magħmula minn liga tat-titanju jeħtieġ li jkunu kemm b'saħħithom ħafna kif ukoll flessibbli ħafna. It-trattament bis-sħana ta 'ħelsien mill-istress jista' jbaxxi l-modulu elastiku tal-impjanti u jeħles mill-istress tal-ipproċessar, li jista 'jgħin biex inaqqas l- "effett tal-ilqugħ tal-istress". L-evidenza sperimentali tindika li l-modulu tal-impjanti Ti6Al4V wara t-trattament tas-sħana jonqos minn 110 GPa għal 85 GPa, jallinja aktar mill-qrib mat-tessut tal-għadam uman (10-30 GPa) u jtejjeb sostanzjalment l-integrazzjoni tal-għadam.
Manifattura tal-Moffa b'Kontroll Preċiż
Meta l-azzar tal-moffa ta 'l-istampar 3D, it-trattament bis-sħana ta' ħelsien mill-istress jista 'jwaqqaf id-deformazzjoni termali milli sseħħ matul il-proċess ta' stampar u kun żgur li l-kavità tal-moffa hija d-daqs it-tajjeb. Ċertu każ ta 'moffa tal-karozzi jindika li wara t-trattament bis-sħana, it-tolleranza dimensjonali tal-kavità tal-moffa tmur minn ± 0.1mm sa ± 0.02mm, li huwa dak li huwa meħtieġ għall-iffurmar ta' injezzjoni ta 'preċiżjoni. Fl-istess ħin, it-trattament bis-sħana jista 'jagħmel il-moffa aktar reżistenti għall-ilbies, li tista' tirdoppja jew tittrippla l-ħajja tagħha.