Metal 3D baskıların sonlandırılması için farklı alanların aynı ihtiyaçları var mı?

1. Havacılık: En iyi performans ve zorlu ortamlara uyum sağlama kapasitesi
Uçak sektörü, metal 3D baskılı parçalar için oldukça zorlu standartlara sahiptir. Kısacası bu parçaların güçlü, yüksek sıcaklıklara dayanıklı, güvenilir ve hafif olması gerekiyor. Örneğin, uçak motoru türbin kanatlarının 1000 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda çalışması ve dakikada onbinlerce devirlik merkezkaç kuvvetine dayanması gerekir. Ayrıca standart dökümlerden %30 ila %50 daha hafif olmaları gerekir. Bu çok zorlu çalışma ortamı, işlem sonrası-işlemede üç ana talebi ortaya çıkarmaktadır:

Mikroyapı kontrolü: İç gözeneklerden kurtulmak ve malzeme yoğunluğunu %100'e yakın hale getirmek için sıcak izostatik presleme (HIP) kullanılması. Belirli bir uçak şirketi, HIP- ile işlenmiş 3D baskılı titanyum alaşımlı bıçaklar kullanıyor. Bu bıçaklar işlenmemiş parçalardan beş kat daha uzun ömürlüdür ve dövme parçalar kadar %92 daha dayanıklıdır.
Artık gerilimden kurtulmak: Lazer seçici eritme (SLM) işleminden kaynaklanan artık gerilim, malzemenin akma dayanımının %60'ı kadar yüksek olabilir. Stres seviyesini güvenli bir seviyeye indirmek için stres tavlaması (550 derecede 4 saat bekletilmesi) gerekir. Bu işlemden sonra, belirli bir uzay gemisinin yük-taşıyıcı yapısı 3,2 mm'den 0,1 mm'ye kadar şekil değiştirebildi.
Yüzey bütünlüğünün kontrolü: Elektrolitik parlatma, yüzey pürüzlülüğünü Ra12,5 μm'den Ra0,4 μm'ye düşürür ve 1–2 μm kalınlığında bir pasivasyon katmanı oluşturur. Bu, tuz püskürtme testinin 200 saatten 2000 saate kadar sürmesini sağlar ve ürünün deniz ortamlarında kullanımı güvenli hale getirir.
2, Tıbbi implantlar: biyouyumluluk ve kişiselleştirilmiş kişiselleştirme
Medikal sektörünün, canlılar için güvenli ve birçok farklı şekilde kullanılabilen metal 3D baskılı parçalara ihtiyacı var. Asıl sorun "materyal yapı fonksiyonunun" üç kez eşleştiğinden emin olmaktır. Örneğin, özelleştirilmiş kalça eklemi protezinin sonraki-işleme için aşağıdaki parametreleri karşılaması gerekir:

Yüzey biyolojik aktivasyonu: Mikro ark oksidasyonu kullanılarak titanyum alaşımının yüzeyinde 20 μm kalınlığında gözenekli bir oksit tabakası oluşturulur. Gözeneklilik %30 ila %40 arasında tutulur ve gözenek boyutu, insan kemik trabeküllerinin yapısına benzer şekilde 50 ila 100 μm arasındadır. Klinik bir araştırma, bu yüzey işleminin kemik entegrasyon hızını %40 artırabildiğini ve ameliyattan altı ay sonra %98,7'lik bir protez stabilitesi oranına-ulaşabildiğini gösterdi.
Mıknatıs kullanmayan işlem: Nükleer manyetik rezonansın işe yaraması için malzemenin artık manyetizmasının 5nT'den az olması gerekir ve baskı sırasında meydana gelen manyetik alan yönelimindeki farkın katı çözelti işlemiyle (2 saat boyunca 850 derece izolasyon ve suyla söndürme) ortadan kaldırılması gerekir. Bu tedaviden sonra, 3T MRI makinesinde özel bir kalp stentinin neden olduğu resim artefaktlarının bulunduğu bölge %82 oranında küçüldü.
Size özel boyut kontrolü: Beş-eksenli bir bağlantı işleme merkezi, bağlantı yüzeyini ± 0,02 mm boyut hassasiyetinde taşlar. Hastanın CT verilerini taramak için tersine mühendislik, 3 boyutlu baskı ve CNC hassas işleme kullanılarak özel bir kafatası onarım implantı kusurlu bölgenin %99,3'üne uyuyor.
3. Araba yapmak: ağırlığı ve maliyeti dengelemek
Otomotiv sektöründe metal 3D baskılı parçalara "polarize" bir ihtiyaç var. Üst düzey-modeller en iyi performansı isterken, düşük-maliyetli modeller maliyetleri düşük tutmak ister. Bu benzersiz gereklilik,-son işleme teknolojisini iki şekilde değişmeye zorluyor:

Yüksek-performanslı bileşen işleme: Yeni bir enerji aracının motor gövdesi, 3D baskılı alüminyum alaşımdan yapılmıştır. T6 termal işlemi (katı çözelti 530 derece + yapay yaşlandırma 170 derece) çekme mukavemetini 280 MPa'dan 380 MPa'ya yükseltir. IGBT modüllerinin ısı dağıtımına yönelik ihtiyaçlarını karşılamak için termal iletkenlik de 120W/(m · K)'den 180W/(m · K)'ye geliştirildi.
Ekonomik bileşenlerin işlenmesi: Belirli bir ekonomik model, 80 gözenek boyutunda Al2O3 kum parçacıkları kullanılarak yapılan kumlama işlemi yoluyla yüzey pürüzlülüğünü Ra10 μm'den Ra3,2 μm'ye düşüren 3D baskılı paslanmaz çelik braketleri kullanır. Eş zamanlı olarak, yorulma ömrünü 50.000 döngüden 200.000 döngüye çıkaran ve 10 yıllık kullanım kriterlerini karşılayan 0,5 μm kalınlığında bir basınç gerilimi katmanı oluşturulur.
Toplu üretimi optimize etme: Çok-lazer kafalı bir SLM cihazı, belirli bir transmisyon valfi gövdesini yazdırır ve çevrimiçi bir lazer interferometre, katmanlar arası bağlanmanın kalitesini gerçek zamanlı olarak kontrol eder. Otomatik bilyeli dövme işleminin (cam boncuklar, parçacık büyüklüğü 220 mesh) yardımıyla, tek parça için-son işlem süresi 45 dakikadan 12 dakikaya düşürülür; bu, yılda 500.000 parçanın üretilmesi için yeterli bir süredir.
4. Enerji ekipmanı: garantili uzun ömür ve korozyona karşı dayanıklılık
Metal 3D baskılı parçaların yüksek sıcaklıklar, yüksek basınçlar ve önemli korozyon gibi çok zorlu koşullara dayanabilmesi gerekir. Bu nükleer enerji, petrokimya ve diğer sektörler için geçerlidir. Belirli bir deniz altı petrol ve gaz vanası, 3D baskılı nikel-bazlı bir alaşımdan yapılmıştır. İşlem sonrası-sistemi şunları içerir:

Süperkritik akışkanlar kullanarak temizleme: İç akış kanalında kalan tozu temizlemek için sıvı CO2 kullanan bu yöntem, tipik ultrasonik temizlemeden sekiz kat daha etkilidir ve kalan parçacıkların boyutu 10 μm'nin altında tutulur.
Kademeli ısıl işlem: Segmentli su verme (1050 derece su verme + 760 derece yağ söndürme) ile malzemenin yüzeyinde 1 mm kalınlığında martensitik tabaka oluşturulurken östenit yapısı çekirdekte tutulur. Bu, valfin darbe dayanıklılığının -46 derece düşük sıcaklık koşullarında 20J'den 120J'ye çıkmasını sağlar.
Kompozit kaplama teknolojisi: İlk olarak, plazma püskürtme 0,3 mm kalınlığında Al2O3-%13 TiO2 seramik tabakası oluşturur. Daha sonra lazer kaplama 0,1 mm kalınlığında NiCrBSi alaşım katmanı ekler. Bu, %5'lik NaCl çözeltisinde vananın korozyon oranını 0,02 mm/yıl'dan 0,001 mm/yıl'a düşürür.