Nima uchun metall 3D bosilgan qismlarning yuzasi nisbatan qo'pol?

y, Chang xususiyatlari: mayda nuqsonlarning sababi
1.Kun zarrachalarining o'lchamlarini taqsimlashning ikki tomonlama ta'siri
Ispaniyadagi Basklar mamlakati universiteti tomonidan olib borilgan tadqiqot chang zarrachalarining o'lchamini taqsimlashda sirt pürüzlülüğü va eng kichik zarracha hajmi (D10) o'rtasidagi chiziqli korrelyatsiyani ko'rsatdi: D10 qiymatining pasayishi pürüzlülüğün pasayishiga to'g'ri keladi. Kukun partiyasidagi D10 25 mkm dan 11 mkm gacha pasayganda, masalan, qismlarning sirt pürüzlülüğü 60 mkm dan 40 mkm ga tushishi mumkin. Ammo bu faqat nozik kukunlar uchun ishlaydi. Kukun zarralari hajmi D50 dan katta bo'lsa, uning qanchalik qo'polligi muhim emas.
2. Kukunning narsalarga yopishishining "qor to'pi effekti"
3D bosib chiqarish jarayonida qisman eritilgan mayda kukun buyum yuzasiga yopishib qoladi va “qor to‘plari”ga o‘xshab ko‘rinadigan bo‘shliqlar hosil qiladi. Metallografik tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, bu yopishtiruvchi kukunlarning mikro tuzilishi komponentlar tanasi bilan mos keladi, bu ular to'g'ridan-to'g'ri asl kukun partiyasidan olinganligini ko'rsatadi. Masalan, D{3}} mkm bo'lgan kukunni ishlatish sirt yopishtiruvchi kukunning diametrini 33-47 mkm ga etkazishi mumkin, bu esa pürüzlülüğü sezilarli darajada oshiradi.
3. Kukunning sharsimonligi haqida eng muhim narsa
Agar kukun juda sharsimon bo'lmasa, u notekis tarqalib, g'ovakligi 10% gacha bo'lgan bo'sh qatlam hosil qilishi mumkin. Bu teshiklar hali erimagan kukunni ushlaydi va lazerni eritish jarayonida sirt kamchiliklarini hosil qiladi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, sferikligi 95% dan ortiq bo'lgan kukunlardan foydalanish sirt pürüzlülüğünü 30% ga kamaytirishi mumkin.
2, Chop etish parametrlari: Jarayonni boshqarishning yaxshi muvozanati
1. Energiya zichligi va chayqalish o'rtasidagi ziddiyat
High energy density (>100J/mm³) erigan hovuzning oqishini yaxshilashi mumkin, lekin u eritilgan metallning chayqalishiga olib keladigan metall bug'ining qayta tiklanishiga ham olib kelishi mumkin. Bu tomchilar soviydi va sferik zarrachalarga aylanadi, ular qismlar yuzasiga yopishadi va ularni 50% dan 80% gacha qo'polroq qiladi. Misol uchun, Inconel 718 bilan bosib chiqarishda energiya zichligi 80J/mm³ dan 120J/mm³ ga oshganida yuza chayqalishlar soni uch baravar ortadi.
2. Qatlamlarning qalinligi va qattiqlashuv to'qimalarining bir-birining ustiga ta'siri
Pürüzlülük ta'sir qiladigan asosiy narsalardan biri qatlamlarning qalinligidir. Qatlamning qalinligi 20 mkm dan 50 mkm gacha o'tganda, qadam effekti tufayli yuzaga keladigan sirt pürüzlülüğünün balandligi 10 mkm dan 25 mkm gacha o'sishi mumkin. Bundan tashqari, lazerning sirtga tushadigan burchagi qattiqlashuv to'qimalariga katta ta'sir ko'rsatadi. Masalan, bosib chiqarish markazidan eng uzoqda joylashgan joyda, burchak og'ishi 15 darajadan ortiq bo'lsa, eritma hovuzi bir tekis qotib qolmasligi sababli sirt pürüzlülüğü 40% ga oshadi.
3. Skanerlash usulini takomillashtirish uchun joy
Standart bir tomonlama skanerlash usuli{0}}bo'lak yuzasida muntazam ravishda chiziqlar qoldiradi. Biroq, shashka yoki spiral skanerlashdan foydalanish bu naqshni buzishi va pürüzlülüğün taqsimlanishini yanada tekislashi mumkin. Masalan, titanium qotishmasi bilan chop etishda spiral skanerlash usuli sirt pürüzlülüğünün standart og'ishini 8 mkm dan 3 mkm gacha pasaytiradi.
3, Post{1}}qayta ishlash texnologiyasi: yuzalarni tugatishning yangi usuli
1. Mexanik ishlov berish chegaralari
An'anaviy mexanik ishlov berish, masalan, CNC frezalash, ichki bo'shliqning murakkab tuzilmalari bilan yaxshi ishlamaydi va 3D bosib chiqarishning engil dizayni bilan yaxshi ishlamasligi mumkin. To'rli tizimlar bilan kestirib, implantlarni frezalashda, masalan, kamida 0,5 mm ishlov berish uchun ruxsat saqlanishi kerak, bu og'irlikning 15% dan 20% gacha qo'shiladi.
2. Kimyoviy parlatishning mikroskopik nazorati
Sirtdagi mikro cho'qqilarni tanlab eritib, kimyoviy jilo nano o'lchamdagi aniqlik nazoratiga erishishi mumkin. Kobalt xrom qotishmasi bilan bosib chiqarishda, nitrat kislota va xlorid kislotaning kombinatsiyalangan eritmasi bilan kimyoviy abraziv qilish panjara tuzilishiga zarar bermasdan sirt pürüzlülüğünü 12 mkm dan 0,8 mkm gacha tushirishi mumkin. Ammo bu yondashuv haroratni (± 2 daraja) va eritmaning konsentratsiyasini (± 0,5%) diqqat bilan kuzatib borish kerak. Aks holda, u juda ko'p korroziyaga olib kelishi mumkin.
3. Lazerli polishingdan foydalanishning yangi usullari
Ikkilamchi lazerli sinxron polishing texnologiyasi qismlarni qurish uchun asosiy lazerni va yuzadan qolgan kukunni real vaqtda olib tashlash uchun ikkilamchi lazerni (nanosekund puls) birlashtiradi. Bu sirtni 70% silliqlashi mumkin. Bu usul, masalan, zanglamaydigan po'latdan bosib chiqarishning pürüzlülüğünü boshqa ishlamasdan 7 m dan 2 m m gacha pasaytiradi. Ammo uskunaning narxi oddiy 3D printerlarga qaraganda 3-5 baravar qimmat, bu esa katta hajmda foydalanishni qiyinlashtiradi.
4. Abraziv oqim bilan ishlov berishda ichki bo'shliqni sindirish
Abraziv oqimni qayta ishlash (AFM) murakkab ichki bo'shliq tuzilmalari uchun maxsus afzalliklarga ega. Yuqori bosim ostida kremniy karbid abraziv zarralari bo'lgan yarim qattiq muhitni ichki bo'shliqqa olib kirsangiz, burmalardan xalos bo'lishingiz va sirtni silliqroq qilishingiz mumkin. Aviatsiya dvigatelining yonilg'i nozullarini chop etishda AFM ichki bo'shliqning sirt pürüzlülüğünü 50 mkm dan 5 mkm gacha pasaytiradi. Bundan tashqari, yonilg'i oqimi kanalini silliq ushlab turadi.
4, Sanoat amaliyoti: Laboratoriyadan zavodga o'tish
1. Aerokosmik sohasidagi yangi kashfiyotlar
GE Aviation SLM texnologiyasi va HIP (issiq izostatik presslash) bilan ishlov berishdan foydalangan holda LEAP dvigatellari uchun yonilg'i nozullarini ishlab chiqaradi. Bu g'ovaklikni 0,8% dan 0,02% gacha pasaytiradi va charchoq muddatini uch baravar oshiradi. Skanerlash yondashuvini va qatlam qalinligini (30 mkm) nozik-sozlash orqali sirt pürüzlülüğü aviatsiya sanoati tomonidan o'rnatilgan standartlarga javob beradigan Ra12 m m ichida saqlanadi.
2. Tibbiy asboblarga moslashtirilgan talab
Johnson&Johnson Medical 3D{1}}bosilgan son bo‘g‘imlari implantlari uchun vakuumli yumshatish va kimyoviy sayqallashni birlashtirgan kompozit jarayonni yaratdi. Vakuumli tavlanish qoldiq stressni yo'q qiladi, so'ngra limon kislotasi{3}}asosidagi polishing eritmasi sirtni biomosligini saqlab qolgan holda Ra50 mkm dan Ra0,8 mkm gacha tekislash uchun ishlatiladi. Bu usul implantatning 20 yildan ortiq charchoq muddatini beradi, bu klinik sharoitlarda zarur bo'lganidan ko'proqdir.
3. Juda og'ir sharoitlarda ishlay oladigan energiya qurilmalari
Siemens yo'nalishli qayta kristallanish texnologiyasi va qattiq eritma bilan ishlov berish orqali gaz turbinasi pichoqlarini ishlab chiqaradi. Bu nikelga asoslangan yuqori haroratli qotishmalarning-oʻtish tezligini 80% ga kamaytiradi. Harorat gradientini tartibga solish orqali (1235 gradusda 2,5 mm / soat chizish tezligida) kuchlanish o'qiga mos keladigan ustunli kristall struktura yaratildi. Bu charchoq muddatini 650 darajaga oshirdi.