Яка основна мета пост{0}}обробки для 3D-друку металу?

1. Позбутися недоліків виробництва: переконатися, що товари відповідають критеріям якості
Оскільки металевий 3D-друк створює шари, на поверхні та всередині об’єкта завжди будуть дефекти. Якщо ці проблеми не усунути, вони безпосередньо вплинуть на роботу та тривалість служби деталей.

Усунення дефектів поверхні
Надруковані частини часто мають проблеми на поверхні, як-от лінії шару, задирки та залишки опори. Наприклад, шорсткість поверхні надрукованих деталей з алюмінієвого сплаву може досягати Ra10–20 мкм, що значно більше, ніж Ra1,6 мкм традиційної обробки. Методи обробки поверхні, включаючи піскоструминну обробку, полірування та шліфування, можуть зробити поверхню набагато гладкішою. Наприклад, після піскоструминної обробки шорсткість поверхні певної лопаті авіаційного двигуна змінилася від Ra15 мкм до Ra3,2 мкм. Це позбулося поверхневих мікротріщин і зупинило появу втомних руйнувань через концентрацію напруг.
Позбавлення від внутрішніх недоліків
Під час 3D-друку метал може мати внутрішні дефекти, як-от пори та тріщини, якщо порошок не повністю розплавляється або газ виходить недостатньо швидко. Технологія гарячого ізостатичного пресування (HIP) використовує високу-температуру й високий{3}}тиск середовища (зазвичай 1000–1200 градусів і 100–200 МПа), щоб змінити форму матеріалів, закрити внутрішні пори та підвищити щільність із 98% до понад 99,9%. Після того, як певна компанія, що займається медичним обладнанням, застосувала обробку HIP для 3D-друку протезів кульшового суглоба з титанового сплаву, довговічність від втоми збільшилася з 10⁶ до 10⁷ разів, що відповідає міжнародним стандартам.
2. Покращте продуктивність матеріалів: переконайтеся, що вони витримують важкі робочі умови
Мікроструктура металевих деталей, надрукованих на 3D-друкі, відрізняється від елементів, виготовлених у минулому, тому необхідна до-обробка, щоб вони працювали краще.

Зняття залишкової напруги
Коли металевий 3D-друк швидко нагрівається та охолоджується, він залишає за собою залишкову напругу. Залишкова напруга може становити від 50% до 70% межі текучості друкованих деталей з нержавіючої сталі, що може легко призвести до їх згинання або розбивання. Витримування чогось при 500–700 градусах протягом 2–4 годин, а потім повільне охолодження є прикладом процедури відпалу, яка може знизити залишкову напругу більш ніж на 80%. Певна компанія, яка виробляє автомобільні деталі, подовжила термін служби надрукованої на 3D{12}}формі сталі від 50 000 до 200 000 разів після її відпалу. Вони також зменшують деформацію на 90%.
Регламентація організаційної структури
Стовпчаста кристалічна структура друкованих матеріалів спричиняє анізотропію, що робить продуктивність менш стабільною. Загартування та відпуск можуть зменшити розмір зерна та створити стабільну мартенситну структуру. Після загартування (охолодження у воді при 1050 градусів) і відпустки (охолодження на повітрі при 650 градусів) міцність на розрив нержавіючої сталі 316L змінилася з 680 МПа до 920 МПа, а відносне подовження збільшилося з 40% до 25%. Однак ізотропія значно покращилася, а це те, що потрібно аерокосмічним структурним компонентам.
Поліпшення характеристик поверхні
Деталі можна зробити більш стійкими до корозії та зношування, використовуючи обробку поверхні, включаючи гальванічне, хімічне покриття, анодування тощо. Певна морська інженерна компанія використовує техніку хімічного нанесення нікель-фосфору для обробки клапанів із нержавіючої сталі, надрукованих на 3D-вимірі. Це робить їх стійкими до корозії від соляних бризок протягом 2000 годин замість лише 240 годин, що є необхідним для глибоководних-операцій.
3. Підвищення точності розмірів: дотримання точних стандартів складання
Точність розмірів металевого 3D-друку зазвичай становить ± 0,1-0,5 мм, що ускладнює задоволення потреб високо-точної збірки. Постобробка використовує такі методи, як механічна обробка та різання дроту, щоб зробити речі ідеальними.

Узгодження обробки поверхонь
Для поверхонь, які повинні підходити до інших частин, таких як отвори, вали та площини, необхідно використовувати такі методи, як фрезерування та шліфування, щоб отримати правильні проектні розміри. Певна аерокосмічна компанія використовує п’яти-осьовий обробний центр для точної обробки 3D-надрукованих кронштейнів із титанового сплаву. Це зберігає допуск розмірів сполучної поверхні між ± 0,3 мм і ± 0,02 мм, гарантуючи, що кронштейни ідеально підходять до системи двигуна.
Закріплення ниток
При друкуванні ниток можуть виникнути труднощі, зокрема відсутність профілів зубів і помилки кроку. Різьбофрезерування або накочування може виправити точність різьби. Певна компанія, що займається медичним обладнанням, використовує технологію різьблення для роботи з 3D-друкованими кістковими цвяхами з нержавіючої сталі. Точність різьблення знаходиться на рівні 6g (стандарт ISO), а діапазон коливань крутного моменту в парі з кістковими пластинами знижується з ± 15% до ± 5%.
4. Відповідайте галузевим стандартам: пройдіть сертифікацію
У таких галузях, як охорона здоров’я та авіація, існують високі стандарти якості компонентів. Пост{1}}обробка є важливим кроком у досягненні цих стандартів.

галузі охорони здоров'я
FDA каже, що імплантати повинні мати шорсткість поверхні Ra < 0,8 мкм і не залишати небезпечних речовин. Компанія застосувала електролітичне полірування для 3D-друку протеза суглоба зі сплаву кобальту і хрому. Це зробило поверхню менш шорсткою (Ra0,4 мкм) і позбулося будь-яких залишків іонів нікелю на поверхні. Протези також пройшли випробування на біосумісність.
авіаційна промисловість
Згідно з вимогами NASA, важливі конструктивні частини повинні служити принаймні в 10 разів довше, ніж зазвичай. Компанія використала композитну технологію HIP+термічна обробка, щоб створити диск турбіни з {-3D-друком-на основі нікелю-високотемпературного сплаву. Диск витримав 1,2 × 10 ⁷ циклів і пройшов випробування на льотну придатність.
5. Зниження загальних витрат: пошук правильного балансу між продуктивністю та вартістю
Пост{0}}обробка дійсно додає більше етапів, але зрештою вона знижує витрати, покращуючи роботу деталей і зменшуючи кількість брухту.

Скоротити витрати на переробку
Після використання технології 3D-друку та термічної обробки спеціальна компанія, яка виробляє форми для автомобілів, підвищила-відсоток проходження форм з першого разу з 60% до 95% і знизила вартість повторної обробки через деформацію та розтріскування на 70%.
Подовжте термін служби послуги
Конкретний енергетичний бізнес надрукував корпуси насосів із нержавіючої сталі на 3D-принтері за допомогою обробки поверхні азотуванням. Це зробило їх утричі більш стійкими до зносу, подовжило цикли обслуговування з трьох до дванадцяти місяців і скоротило щорічні витрати на технічне обслуговування на 60%.