Koji su koraci naknadne{0}}obrade općenito potrebni nakon što se završi 3D štampanje metala?

1. Uklanjanje praha i reciklaža: prvi korak je preći od "praha" do "nezavisnih dijelova".
SLM tehnologija i druge metalne metode 3D štampanja stvaraju predmete topljenjem praha sloj po sloj. Nakon štampanja, dijelovi se zakopavaju u prah koji se nije otopio. Prvo, operater treba da koristi-čistač otporan na eksploziju da očisti zaostali prah na površinama komponenti. Zatim, treba da unesu prah u sistem za prosijavanje kako bi dobili povratni prah koji se može ponovo koristiti na osnovu veličine čestica. Na primjer, nakon pregleda, prah legure titanijuma sa česticama između 15 i 45 mikrona može se ponovo koristiti sa stopom oporavka većom od 90%. Ovaj postupak smanjuje troškove materijala i štetu koju praškasti otpad nanosi okolišu.

2. Oslobađanje od naprezanja: najvažnija stvar koju treba učiniti da se dijelovi ne savijaju i lome
Kada se metal štampa 3D, može dobiti zaostalu napetost usled brzog zagrevanja i hlađenja, što može dovesti do savijanja ili čak lomljenja delova. Za ublažavanje stresa neophodna je toplinska obrada. Stavite dijelove u vakuumsku peć ili peć zaštićenu inertnim plinom, zagrijte ih na temperaturu malo ispod rekristalizacije materijala (približno 600 stupnjeva za leguru titana), držite ih tamo nekoliko sati, a zatim ih ostavite da se polako ohlade. Na primjer, tretman smanjenja naprezanja smanjio je zaostalo naprezanje za 70% nakon štampanja date oštrice motora aviona. Ovo je učinilo dio mnogo stabilnijim u smislu veličine.

3. Odvajanje dijelova: Fine operacije od građevinskih ploča do pojedinačnih ljudi
Mehanička ili električna obrada mora odvojiti vezu između dijelova i građevinske ploče. Uobičajeni način rezanja složenih oblika je korištenjem električnog sečenja žice (EDM), što traje dugo (otprilike 2-4 sata po komadu). Tračna pila seče brže (oko 10-30 minuta po komadu), ali može biti teško rezati jer materijal postaje tvrđi dok seče. Na primjer, firma koja proizvodi automobilske komponente koristi tračne pile za rezanje dijelova od legure hrom nikla i željeza, a zatim CNC glodanje da integriše dva procesa odvajanja i precizne obrade. Ovo čini operaciju 50% efikasnijom.

4. Toplinska obrada: glavni korak u poboljšanju karakteristika materijala
Zagrijavanjem, izolacijom i hlađenjem materijala, toplinska obrada mijenja njihovu mikrostrukturu i čini ih jačima. Neki uobičajeni koraci su:

Žarenje: Uklanjanje unutrašnjeg naprezanja i poboljšanje plastičnosti (na primjer, povećanje istezanja legure aluminija za 30% nakon žarenja);
Kaljenje i kaljenje: Učinite stvari tvrđim i čvršćim (kao što je čelik za kalup koji nakon kaljenja i temperiranja dobiva tvrdoću HRC52-56);
Tretman rastvorom: Učinite materijale manje podložnim koroziji (na primer, smanjite verovatnoću da će nerđajući čelik korodirati između zrna nakon tretmana rastvorom).
Na primjer, kompanija za medicinske uređaje proizvodi protezu kuka od legure titanijuma koja prolazi kroz tretman vakuumskog žarenja. Ovo ne samo da se oslobađa unutrašnjeg stresa, već i smanjuje veličinu zrna, što udvostručuje vijek trajanja zamora.

5. Obrada površine: višedimenzionalna optimizacija za poboljšanje izgleda i funkcije
Jedan od najvažnijih koraka u poboljšanju dijelova je površinska obrada. Čini površinu boljom, smanjuje je vjerovatnoću da će hrđati i čini da traje duže. Neki uobičajeni načini su:

Mehanička obrada: popravljanje dimenzionalnih grešaka korištenjem CNC obrade i brušenja, na primjer. Na primjer, glodanje pet{1}}osnih spojnica može dovesti do toga da greška zaobljenosti poraste od 0,1 mm do 0,02 mm nakon štampanja datog diska turbine motora.
Pjeskarenje: Preduzeće za potrošačku elektroniku koristilo je -brzinu strujanja pijeska da udari u površinu, ukloni sloj oksida i učini teksturu ravnomjernom. Oni su bili u mogućnosti da smanje površinsku hrapavost Ra okvira telefona od legure titanijuma na 1,6 μm pomoću tretmana pjeskarenjem.
Hemijsko poliranje/elektrohemijsko poliranje: Posao medicinskih uređaja smanjio je hrapavost površine 3D štampanih poroznih implantata sa 6–12 μm na 0,2–1 μm hemijskim otapanjem i zaglađivanjem površine. Ovo uvelike smanjuje mogućnost da se bakterije zalijepe za implantate.
PVD premaz može učiniti da površina kalupa traje tri puta duže nego bez njega. Anodizacija, s druge strane, čini legure aluminijuma otpornijima na koroziju. Na primjer, avio dio koji je anodiziran može izdržati 1000 sati u testu slanog spreja umjesto 240 sati.
6. Vruće izostatičko presovanje (HIP): najbolji način da se riješite unutrašnjih nedostataka
Vruće izostatičko presovanje je obavezan-korak nakon obrade za aplikacije koje zahtijevaju vrlo visoku pouzdanost, kao što je zrakoplovstvo. Ovaj proces stavlja dijelove u rezervoar visokog-pritiska (do 100–200MPa) i zagrijava ih do 1200 stepeni, zbog čega se materijal savija i zatvara unutrašnje pore i mikropukotine. Nakon HIP tretmana, gustina mlaznice raketnog motora porasla je sa 99,2% na 99,99%, a čvrstoća na zamor je porasla za 40%.

7. Inspekcija i testiranje: Poslednji korak da se osigura kvalitet
Nakon što se završi naknadna{0}}obrada, potrebno je izvršiti ne-testiranje bez razaranja (kao što je CT skeniranje ili ultrazvučno ispitivanje) kako bi se provjerio kvalitet unutar. Na primjer, kompanija za automobilske dijelove koristi industrijsko CT skeniranje kako bi provjerila unutrašnje kanale protoka 3D-štampanih vodenim- jakna kako bi se uvjerila da nema blokada ili pukotina. Istovremeno, oni vrše testiranje mehaničkih performansi (kao što je ispitivanje zatezanja i ispitivanje tvrdoće) i ispitivanje točnosti dimenzija (kao što je mjerenje koordinata) kako bi bili sigurni da dijelovi ispunjavaju zahtjeve dizajna.