Чи можна частково відмовитися від подальшої-обробки 3D-друку металу?

一, Основна ідея пост{0}}обробки полягає в переході від «зручного» до «надійного».
Під час 3D-друку металу ви розплавляєте металевий порошок або дріт шар за шаром. Це може спричинити проблеми, зокрема залишковий натяг, дрібні дефекти та шорсткі поверхні. Основною метою пост-обробки є виправлення цих «внутрішніх недоліків»:

Усунення залишкової напруги: Швидке охолодження під час друку може спричинити внутрішню напругу, яка може призвести до згинання чи розбиття деталей. Якщо лопатки турбіни авіаційного двигуна не оброблені для запобігання перегріву, залишкова напруга може досягати 60% межі текучості матеріалу. Це може призвести до раптового згортання лопатей під час роботи двигуна.
Покращення механічних характеристик: термічна обробка, така як твердий розчин + старіння, може зменшити розмір зерна, спричинити утворення фаз зміцнення та підвищити міцність на розрив титанового сплаву з 800 МПа до 1200 МПа, що є тим, що потрібно несучим конструкціям-аеронавігації.
Покращення поверхні: за допомогою піскоструминної обробки, полірування та інших методів ви можете зменшити шорсткість поверхні з Ra12,5 мкм до Ra0,4 мкм і позбутися слідів міжшарового склеювання. Це робить імплантати біосумісними.
Запечатані внутрішні дефекти: технологія гарячого ізостатичного пресування (HIP) стискає пори за високих температур і тиску, роблячи щільність матеріалу майже 100% і значно подовжуючи його термін служби.
2. Можливість часткового пропуску пост-обробки: техніка диференціації,-керована сценою
Навіть якщо необхідна до{0}}обробка, іноді можна частково «відняти» шляхом оптимізації процесу або нових матеріалів:

1. Зняття несучих конструкцій: від «обов’язково» до «необов’язково»
Щоб підвішені частини не падали, традиційний металевий 3D-друк потребує опорних конструкцій. Однак, видалення опори може пошкодити поверхню деталей. Завдяки замкнутому-контуру керування басейном розплаву та-безконтактному розподілу порошку непідтримувана технологія друку VELO 3D порушує «правило 45 градусів». Він може друкувати складні структури з внутрішнім діаметром до 100 мм без підтримки. Наприклад, друкована внутрішня труба теплообмінника має гладкість поверхні Ra3,2 мкм, що одразу відповідає критеріям ущільнення рідини. Це означає, що немає необхідності знімати опору та повторно полірувати поверхню.

2. Обробка поверхні: від «тонкого полірування» до «функціональної орієнтації»
Для ділянок, які не видно, або частин, які знаходяться всередині каналу потоку, можна трохи зменшити шорсткість поверхні. наприклад:

Деталі автомобільної підвіски: шляхом зміни параметрів друку (така товщина шару до 0,1 мм і швидкість сканування до 1000 мм/с) шорсткість поверхні підтримується на рівні Ra6,3 мкм, що відповідає стандартам зносостійкості та пропускає етап піскоструминної обробки.
Паливна форсунка для авіаційного двигуна: шорсткість поверхні внутрішнього каналу потоку становить Ra8 μ м після друку методом лазерного селективного плавлення (SLM). Завдяки симуляції рідини ефект розпилення палива відповідає нормі, тому додаткове полірування не потрібно.
3. Термічна обробка: від «повного охоплення процесу» до «налаштування на вимогу»
Термічна обробка може покращити роботу, але вона також може вплинути на розмір або колір шматків. Наступні ситуації можуть виключити або полегшити термічну обробку:

Декоративні металеві вироби, як-от надруковані 3D-ювелірні вироби з титанового сплаву, не потребують твердості, тому обробку твердим розчином можна пропустити, щоб зберегти блиск металу.
Для застосувань із низькими-температурами, як-от кронштейни з алюмінієвого сплаву, які використовуються при температурах до -40 градусів, залишкова напруга підтримується в безпечному діапазоні за рахунок оптимізації умов друку (наприклад, попереднього нагрівання підкладки до 200 градусів), тому немає потреби у відпалі для зняття напруги.
На етапі дослідження та розробки деталі, які не пройшли термічну-обробку, можуть швидко перевірити, чи працює конструкція, і пришвидшити цикл ітерації.
4. Видалення та переробка порошку: від «ручного керування» до «автоматизованої інтеграції»
Видалення та просіювання порошку займає багато часу під час процесу плавлення шару порошку. Platinum BLT-S800 має автоматичну систему відновлення порошку, яка дозволяє порошку текти в замкнутому циклі в салоні. Це робить його на 80% ефективнішим у видаленні порошку та виключає деякі процедури перевірки людьми.

3. Ігнорування ризиків і обмежень пост{1}}обробки: ознака технологічної зрілості
Можна заощадити гроші, не виконуючи всю до-обробку, але слід пам’ятати про деякі зауваження:

Зниження продуктивності: деталі з високотемпературних-сплавів на основі нікелю, які не оброблені, можуть втратити 30% своєї -високої міцності, що недостатньо для авіаційних двигунів.
Зниження надійності: імплантати з титанового сплаву, які не були оброблені HIP, можуть мати на 50% коротший термін служби втоми, що підвищує ймовірність клінічної невдачі.
Проблема з відповідністю. Існують суворі стандарти сертифікації деталей у таких галузях, як охорона здоров’я та авіація (наприклад, ASTM F2924), і пропуск важливих етапів -обробки може означати провал тесту.
Практика галузі продемонструвала, що доцільність відмови від пост-обробки залежить від технологічної зрілості та толерантності сценарію. Наприклад, обладнання Concept Laser M2 компанії GE Additive зменшує залишкову напругу в деталях з нержавіючої сталі на 40% завдяки використанню кращих методів сканування. Деякі деталі можуть навіть пропустити відпал для зняття напруги. Однак медичні імплантати все ще потребують повної термічної обробки та пасивації поверхні, щоб бути безпечними для біологічного використання.