Għaliex huwa meħtieġ it-trattament tas-sħana wara l-istampar 3D tal-metall?

1. Li teħles mill-istress residwu hija ċ-ċavetta biex twaqqaf id-deformazzjoni u l-qsim.
Matul il-proċess tal-metall tal-istampar 3D, il-materjal jgħaddi minn ċikli ta 'malajr ta' tisħin u tkessiħ, li jħalli tensjonijiet residwi fil-prodotti. Per eżempju, fil-proċess tat-tidwib tas-sodda tat-trab tal-laser (LPBF), il-ġabra tat-tidwib tkessaħ malajr, li jista 'jpoġġi stress fuq il-metall tal-madwar li għadu ma jiddewwebx. Il-parti tista 'tgħawweġ, tixxaqqaq, jew tmur lil hinn mil-limitu tad-daqs jekk l-istress huwa għoli wisq għall-materjal. Pereżempju, ix-xfafar tal-magni tal-inġenji tal-ajru b'liga tat-titanju għandhom ħitan irqaq. Jekk ma jiġux ittrattati bis-sħana-wara l-istampar, it-tensjoni residwa tista' tikkawżahom jinkisru bla mistenni waqt l-ipproċessar jew l-użu, li jkun perikoluż ħafna.
It-ttemprar tat-tnaqqis tal-istress u metodi oħra ta 'trattament tas-sħana jistgħu jeħles mill-istress residwu tajjeb ħafna. Matul il-proċess ta 'ttemprar, il-biċċiet huma msaħħna għal temperatura taħt il-punt ta' rikristallizzazzjoni (tipikament 50% sa 70% tal-punt tat-tidwib tal-materjal), jinżammu hemm għal ammont ta 'ħin stabbilit, u mbagħad imkessaħ progressivament. F'dan iż-żmien, id-dislokazzjonijiet interni tal-materjal huma rranġati mill-ġdid, il-ħbub jirkupraw u jirrikristallizzaw, u l-istress jiġi skarikat. Per eżempju, tip speċifiku ta 'disk tat-turbini ġie ittemprat f'650 grad għal 4 sigħat, li niżżel l-istress residwu minn 320MPa għal 80MPa u d-deformazzjoni b'90%. Dan żgura li l-magni jkunu preċiżi.
2. It-titjib tal-mikrostruttura: li l-materjali jaħdmu aħjar b'mod ġenerali
Is-solidifikazzjoni mgħaġġla tal-istampar 3D tal-metall tista 'tikkawża mikrostruttura mhux maħduma u segregazzjoni tal-kompożizzjoni, li tista' tagħmel ħsara lill-prestazzjoni tal-partijiet. Per eżempju, LPBF-istainless steel 316L stampat jista 'jkollu kristalli kolonni mhux maħduma, u r-reżistenza għall-għeja tiegħu hija 40% inqas minn dik tal-azzar falsifikat. It-trattament bis-sħana jista 'jagħmel l-affarijiet jaħdmu aħjar billi tikkontrolla l-mikrostruttura:
Irfinar tal-qamħ: Waqt l-ittemprar, il-proċess ta 'rikristallizzazzjoni jista' jagħmel il-ħbub iżgħar. Pereżempju, it-ttemprar ta 'partijiet stampati ta' liga tal-aluminju f'350 grad għal sagħtejn inaqqas id-daqs tal-qamħ minn 100 μm għal 20 μm u jżid is-saħħa tal-produzzjoni bi 15%.
Kontroll tal-bidla fil-fażi: Meta tkeff u ttempra l-azzar, tista 'tagħmel struttura ta' fażi doppja-li tinkludi martensite u austenite residwu. Per eżempju, l-ebusija tal-komponenti stampati ta 'l-azzar tal-moffa titla' sa 58HRC wara li tkun mitfija f'1050 grad u ttemprat f'200 grad. Ir-reżistenza għall-ilbies hija tliet darbiet ogħla minn dik ta 'partijiet li ma ġewx ittrattati.
Teħles mid-difetti: L-azzjoni sinerġistika ta 'temperatura għolja (tipikament 0.7-0.9 darbiet il-punt tat-tidwib tal-materjal) u pressjoni għolja (100-200MPa) fit-trattament tal-ippressar iżostatiku sħun (HIP) tista' tagħlaq toqob interni u mikroxquq f'partijiet. Wara t-trattament HIP, id-densità ta '-partijiet ta' liga ta 'temperatura għolja għal ċertu magna tal-avjazzjoni telgħet minn 99.2% għal 99.99%, u l-partijiet damu 5 darbiet itwal.
3. Ilħaq standards ta'-saħħa għolja biex ittejjeb il-prestazzjoni mekkanika.
Il-kwalitajiet mekkaniċi ta 'oġġetti tal-metall stampati 3D spiss mhumiex tajbin daqs dawk magħmula bl-użu ta' metodi tradizzjonali. Madankollu, it-trattament tas-sħana jista 'jagħmilhom ħafna aktar b'saħħithom, aktar diffiċli, u aktar iebsa.
It-trattament tat-tifi jagħmel struttura martensitika billi tkessaħha malajr, li jagħmilha ferm aktar diffiċli. Pereżempju, is-saħħa tat-tensjoni ta 'partijiet stampati magħmula minn liga ta' temperatura għolja bbażata fuq in-nikil-marret minn 850 MPa għal 1200 MPa wara t-tifi f'1120 grad.
Toughness aħjar: It-tempraġġ jista 'jeħles mill-istress tat-tifi u jagħmel l-affarijiet aktar iebsa. Pereżempju, wara t-tifi u t-tempra f'550 grad, it-toughness tal-impatt ta 'sezzjoni stampata ta' xaft tat-trażmissjoni tal-karozza marret minn 15J/cm² għal 35J/cm², li laħqet l-istandards tas-sigurtà għall-ħabtiet.
Li timmassimizza l-prestazzjoni tal-għeja: It-trattament bis-sħana jista 'jtawwal ħafna l-ħajja ta' materjal billi jikkontrolla l-mikrostruttura u l-istress residwu tiegħu. Pereżempju, ittemprar doppju (700 grad għal 2 sigħat u 500 grad għal 4 sigħat) għolla l-limitu ta 'għeja ta' impjanti ortopediċi ta 'liga tat-titanju minn 450 MPa għal 600 MPa, li huwa biżżejjed biex isostni l-piż fit-tul-tal-ġisem.
4. Kun żgur li d-dimensjonijiet jibqgħu stabbli: jaqblu mal-istandards għal assemblaġġ preċiż.
Wara l-istampar, biċċiet tal-metall stampati 3D jistgħu jbiddlu d-daqs minħabba rilaxx ta 'stress residwu jew bidliet fil-mikrostruttura. Dan jista 'jagħmilha aktar diffiċli biex tgħaqqadhom b'mod korrett. It-trattament bis-sħana jista 'jagħmel l-istabbiltà dimensjonali ħafna aħjar billi jistabbilizza l-mikrostruttura u jeħles mit-tensjoni.
Deformazzjoni aktar baxxa: It-trattament ta 'l-ittemprar jista' jbaxxi d-differenza fil-koeffiċjent ta 'espansjoni termali bejn il-partijiet u d-deformazzjoni tal-magni aktar baxxa. Pereżempju, wara l-ittemprar, id-devjazzjoni tad-dijametru ta 'parti stampata għal skambjatur tas-sħana tal-kanal tal-fluss kumpless niżlet minn ± 0.15mm għal ± 0.05mm, li laħqet l-istandards għall-fluwidi tas-siġillar.
Stabbiltà maż-żmien: Tixjiħ artifiċjali u trattamenti oħra ta 'tixjiħ jistgħu jeħilsu minn soluzzjonijiet solidi supersaturati fil-materjali u jwaqqfuhom milli jbiddlu d-daqs wisq maż-żmien. Pereżempju, ir-rata tal-bidla fid-daqs għall-partijiet stampati ta 'liga ta' l-aluminju niżlet minn 0.3% fis-sena għal 0.05% fis-sena wara li tkun qed tixjieħ f'170 grad għal 8 sigħat. Dan issodisfa l--ħtiġijiet ta' servizz fit-tul tal-ajruspazju.
5. Tissodisfa ħtiġijiet ta 'prestazzjoni uniċi: twessigħ tal-firxa ta' użi
It-trattament tas-sħana jista 'wkoll jipprovdi kwalitajiet speċifiċi ta' oġġetti stampati 3D tal-metall, li jagħmilhom utli f'aktar postijiet:
Reżistenza mtejba għall-korrużjoni: It-trattament ta 'soluzzjoni solida jista' jxolji t-tieni fażi fil-materjal, li jagħmilha inqas probabbli li jissaddad permezz ta 'mezzi elettrokimiċi. Pereżempju, wara li ġie ttrattat b'soluzzjoni f'1050 grad, il-potenzjal ta 'pitting tal-komponenti stampati tal-istainless steel 316L marru minn 320mV għal 450mV, li huwa tajjeb għall-użu f'kundizzjonijiet marittimi.
Jikkontrollaw il-karatteristiċi manjetiċi: It-trattament bis-sħana jista 'jbiddel l-orjentazzjoni tal-qamħ u l-istress residwu ta' materjali manjetiċi rotob biex jagħmlu l-proprjetajiet manjetiċi tagħhom aħjar. Pereżempju, wara li tissaħħan sa 750 grad, il-permeabilità manjetika ta 'parti partikolari ta' valv tas-solenojd tiżdied b'20%, u l-ammont ta 'enerġija li juża jinżel bi 15%.
It-titjib tal-bijokompatibilità: L-impjanti mediċi jeħtieġ li jissaħħnu biex jeħilsu mill-kontaminanti tal-wiċċ u jagħmlu film ta 'passivazzjoni. Wara l-ħasil u l-ittemprar bl-aċidu f'500 grad, per eżempju, il-ħruxija tal-wiċċ Ra ta 'impjanti ortopediċi ta' liga tat-titanju marru minn 3.2 μm għal 0.8 μm, u r-rata ta 'adeżjoni taċ-ċelluli żdiedet b'40%.