Metall 3D bosib chiqarish qoliplarining mustahkamligini qanday tekshirish mumkin?

y, kuch sinashning asosiy usuli
Metall 3D bosib chiqarish qoliplarining mustahkamligi sinovi uchta o'lchovni qamrab olishi kerak: materialning atributlari, mikroyapı va nuqsonlarni nazorat qilish, ko'p{1}}darajali va ko'p{2}}o'lchovli sinov tsiklini yaratish.
1. Mexanik ish faoliyatini tekshirish: Miqdoriy quvvat indeksi
Siqish sinovi: qolip materialiga eksenel kuchlanish yukini qo'yish uchun universal sinov uskunasidan foydalaning. Bu sizga uning valentlik kuchi (UTS), oqish quvvati (YS) va uzilish cho'zilishi (EL) haqida ma'lumot beradi. Masalan, titanium qotishma qoliplari ASTM E8 standartiga javob berishi kerak va ularning UTS 800 dan 1000 MPa gacha, YS esa kamida 700 MPa bo'lishi kerak.
Siqilish testi: Qolib siqilganda qanchalik barqarorligini tekshiring. Ushbu test, ayniqsa, qalin devorlari bo'lgan tuzilmalarni yoki komponentlarni qo'llab-quvvatlash uchun foydalidir. Misol uchun, GB/T 7314 standarti alyuminiy qotishma qoliplari yuqori bosim ostida hosil bo'lganda egilmasligiga ishonch hosil qilish uchun ularning bosim kuchini tekshirish uchun ishlatilishi kerak.
Uch{0}}nuqta yoki to‘rt{1}}nuqta egilish sinovi qolip egilayotganda qanchalik qattiqligini va qatlamlar orasidagi bog‘lanish qanchalik mustahkamligini ko‘rish uchun amalga oshiriladi. ISO 14125 standarti bo'yicha zanglamaydigan po'latdan yasalgan qoliplarning egilish kuchini sinab ko'rish qatlamlararo qobiqning buzilishini oldini olishning bir usuli hisoblanadi.
Ta'sir sinovi: Dinamik yuklarni taqlid qilish va mog'orning qanchalik chidamliligini aniqlash uchun mayatnik ta'sirini tekshirish mashinasidan foydalaning (masalan, Charpy V-zarbasi zarbasi energiyasi). Misol uchun, aviatsiya dvigatelining pichoqlari uchun qolip og'ir vaziyatlarda ishlatilganda osonlikcha buzilmasligiga ishonch hosil qilish uchun ASTM E23 standartiga javob berishi kerak.
Charchoq sinovi: Tsikl yuklarini taqlid qilish va mog'or charchaguncha qancha vaqt turishini aniqlash uchun yuqori chastotali charchoqni tekshirish mashinasidan foydalaning. Masalan, avtomobil qoliplari ISO 12107 standartiga javob berishi va uzoq muddatli yuqori bosimli shtamplash stresslarini engish uchun kamida 300 MPa charchoq chegarasiga ega bo'lishi kerak.
2. Mikrostruktura tahlili: kuchni nima qilish mumkinligini aniqlash
Qolibning don hajmini, faza tarkibini va qatlamlararo interfeysni ko'rish uchun metallografik mikroskopdan (OM) foydalaning. Masalan, SLM (selektiv lazer eritish) bilan tayyorlangan qoliplar ko'pincha mikroskopik teng o'qli donaga ega bo'lib, ularni standart quymalarga qaraganda 30% dan ko'proq mustahkam qiladi.
Skanerli elektron mikroskop (SEM): Yoriqlar qanday boshlanishi va tarqalishiga qarang va termoyadroviy va g'ovaklikning yo'qligi kabi kamchiliklarni qidiring. Masalan, SEM EBM (elektron nurlarini eritish) qoliplarini ularning juda g'ovak emasligiga ishonch hosil qilish uchun (0,5% dan kam yoki teng) va stress kontsentratsiyasini oldini olish uchun tekshirishi kerak.
Elektron orqaga tarqalish diffraktsiyasi (EBSD): Kristal orientatsiyasidagi farqni o'lchang (KAM qiymati) va materialning mahalliy darajada deformatsiyalanishini sinab ko'ring. Masalan, yuqori KAM qiymatlari bo'lgan joylarda yoriqlar paydo bo'lishi mumkin va donalarning yo'nalishini yaxshilash uchun issiqlik bilan ishlov berish kerak.
3. Kamchiliklarni toping: yashirin kuch xavflaridan xalos bo'ling
Sanoat uchun kompyuter tomografiyasi: mog'orlarga shikast etkazmaydigan teshiklar, yoriqlar va mog'or to'liq qo'shilmagan dog'lar kabi ichki nuqsonlarni tekshirish. Misol uchun, aviatsiya qoliplari nuqsonlar 0,1 mm dan oshmasligi va charchoq yoriqlari tarqalmasligiga ishonch hosil qilish uchun ISO 17637 standartiga javob berishi kerak.
Ultratovush tekshiruvi (UT) chuqur ichidagi nosozliklarni aniqlaydi va u qalin devorlari bo'lgan qoliplarda eng yaxshi ishlaydi. Masalan, avtomobil paneli qoliplari kamida 50 mm chuqurlikdagi ichki kamchiliklarni topish uchun ASTM E233 standartiga javob berishi kerak.
X-nurli floresans spektroskopiyasi (XRF): Element tarkibi qanday bo'lishi kerakligiga ishonch hosil qilish uchun qolipning kimyoviy tarkibini tezda tekshiring. Nikel{2}}asosidagi qotishma qoliplar, masalan, Cr va Mo kabi muhim tarkibiy qismlar diapazonini 0,5% dan past ushlab turish uchun ISO 3497 standartiga javob berishi kerak.
2, xalqaro va mahalliy foydalanish uchun sinov standartlari tizimi
Metall 3D bosib chiqarish qoliplari ma'lumotlarni solishtirish va qoidalarga rioya qilish uchun qat'iy xalqaro va mahalliy standartlarga muvofiq mustahkamlik uchun sinovdan o'tkazilishi kerak.
1. Butun dunyo standartlari
ISO/ASTM 52900: 3D bosib chiqarish terminologiyasi uchun ta'riflar va tasniflarni o'rnatadi, bu kuch sinovi uchun asosiy asosni taklif qiladi.
ISO 23499: 3D bosilgan metall buyumlarning o'lchov aniqligi va sirt sifati uchun standartlarni belgilaydi. Bu kuch sinoviga bilvosita ta'sir qiladi.
ASTM E8/E23/E466: Bular qolib kuchini sinash uchun asosiy standartlardir. Ular sizga kuchlanish, zarba va charchoq sinovlarini qanday qilish kerakligini aytadilar.
2. Uy uchun standartlar
GB/T 39251: 3D bosilgan metall materiallarning valentlik, siqish, egilish va boshqa mexanik xususiyatlarini sinash uchun namunalar tayyorlash va ulardan foydalanish qoidalarini aniqlab bering.
GB/T 39651: metall qo'shimchalar ishlab chiqarish qismlarini tekshirish va baholash bosqichlarini, shu jumladan nuqsonlarni qanday tasniflashni va qabul qilish mezonlarini belgilashni belgilaydi.
QB/T 5696: Ushbu standart metall 3D bosib chiqarish materiallarining sifati haqida gapiradi va mog'orning kuchiga bilvosita ta'sir qiluvchi chang zarralarining o'lchami va oquvchanligi kabi narsalarga maxsus talablarni belgilaydi.
3, Muhim texnik muammolar va ularni qanday tuzatish
Metall 3D bosib chiqarish qoliplarini kuchliroq qilish uchun biz anizotropiya, qoldiq stress va sirt sifati kabi muammolarni hal qilish yo'llarini topishimiz kerak. Buni yangi texnologiyalar va yaxshi jarayonlar orqali amalga oshirish mumkin.
1. Anizotropiyani nazorat qilish
3D bosilgan qoliplarning mustahkamligi chop etish yo‘nalishiga (bo‘ylama, ko‘ndalang, qiya) qarab o‘zgaradi. Misol uchun, SLM ishlab chiqarilgan qoliplarning uzunlamasına mustahkamligi ko'ndalang quvvatdan 20% yuqori bo'lishi mumkin.
Yechim: Skanerlash usulini yaxshilang: Qatlamlardagi termal kuchlanishdagi o‘zgarishlarni kamroq sezish uchun shaxmat taxtasi yoki spiral skanerlash yo‘lidan foydalaning.
Qayta ishlashdan keyingi-kuchlanish: Issiq izostatik presslash (HIP) teshiklarni olib tashlaydi va mog'or zichligini 99,9% ga oshiradi.
Ko'p{0}}yo'nalishli sinov: Namunalar uch xil yo'nalishda-bo'ylama, ko'ndalang va qiya-bo'lib, minimal quvvat dizayn standartlariga mos kelishiga ishonch hosil qilish uchun olinadi.
2. Qoldiq stressni boshqarish Muammo: 3D bosib chiqarish juda tez soviganida, u qoldiq stressni hosil qilishi mumkin, bu esa qolipning egilishi yoki parchalanishiga olib kelishi mumkin.
Yechim: Stressni yo'qotish uchun yumshatish: Ichki stressni yo'qotish uchun uni 500-600 daraja haroratda 2 dan 4 soatgacha ushlab turing.
Lazer zarbasi yordamida sirt shaklini o'zgartirish, bosim qoldiq kuchlanishini qo'shish va materialning uzoq umr ko'rishini ta'minlash uchun yuqori-energiyali lazer nurlaridan foydalaniladi.
Onlayn monitoring: real vaqtda stress taqsimotini kuzatish va kerak boʻlganda chop etish sozlamalarini oʻzgartirish uchun oʻrnatilgan{0}}tolali optik sensorlardan foydalanish.
3. Yaxshiroq sirt sifati Muammo: 3D bosilgan qoliplarning sirt pürüzlülüğü (Ra) odatda 10-20 mkm ni tashkil qiladi, bu ularni parchalashni osonlashtiradi.
Javob:
Mexanik polishing: CNC abraziv mashinasi Ra ni 0,8 mkm dan kamroq darajaga tushirishi mumkin, bu esa sirtni kuchliroq qiladi.
Kimyoviy jilo: kichik sirt kamchiliklaridan xalos bo'lish va sirtni korroziyaga chidamliroq qilish uchun kislota yuvish yoki elektrolitik polishingdan foydalanish.
O'q otish: Bu jarayon yuqori tezlikdagi snaryadlar bilan urib, sirtga qoldiq bosim qatlamini qo'shadi-. Bu charchoqqa chidamliligini oshiradi.
4, Case Study va Sanoat amaliyoti
1-holat: Samolyot dvigatelining pichog'i uchun qolip
Nikel{0}}asosidagi yuqori haroratli qotishma (Inconel 718) materialdir.
Sinovning asosiy yo'nalishi:
Yuqori harorat kuchi: GB / T 4338 standarti, kamida 800 MPa ekanligiga ishonch hosil qilish uchun valentlik kuchini 650 daraja sinovdan o'tkazish kerakligini aytadi.
Termal charchoq samaradorligi: Dvigatelni ishga tushirish-to‘xtash davrlarida sinishning tarqalish tezligini tekshirish uchun ISO 12111 standartidan foydalaning.
Mikro tuzilma: "Faza" taqsimotini ko'rib chiqish uchun EBSD dan foydalaning va mustahkamlash bosqichining o'lchami 50 nm dan kam yoki unga teng ekanligiga ishonch hosil qiling. Bu yuqori haroratlarda materialni yanada barqaror qiladi.
Qolib standart quymalarga qaraganda uch baravar ko'proq xizmat qiladi, bu samolyot dvigatellarining 100 000 soat ishlashi uchun zarur bo'lgan narsadir.
2-holat: Avtomobil qopqog'i uchun qolip
Material: Yuqori quvvatga ega po'lat (H13)
Nimani sinab ko'rish kerak:
Aşınmaya qarshilik: ASTM G65 standarti 0,1 g/1000 aylanishdan kam yoki unga teng ekanligiga ishonch hosil qilish uchun aşınma miqdorini sinovdan o'tkazadi.
Ta'sirga chidamlilik: Charpy zarba energiyasi ISO 148 standartiga muvofiq kamida 30 J bo'lishi kerak.
O'lchov aniqligi: qolib yuzasi noaniqligi 0,05 mm dan kam yoki unga teng ekanligiga ishonch hosil qilish uchun CMM testidan foydalaning.
Qolib 500 000 shtamplash davriga to'g'ri keladi, bu boshqa qoliplarga qaraganda 50% ko'proq.