Kumlama tüm metal 3D baskılı parçalar için uygun mudur?

一, Kumlama teknolojisinin ana işi ve sınırları
1. Kumlamanın asıl amacı
Kumlama, kuvars kumu, elmas kumu, cam boncuklar ve diğerleri gibi aşındırıcıları parçaların yüzeyine çok hızlı bir şekilde itmek için basınçlı hava kullanır. Bunun aşağıdaki etkileri vardır:
Yüzeyin temizlenmesi: Oksit tabakası, yağ lekeleri ve erimemiş toz gibi kirlerden kurtulun;
Pürüzlülüğün kontrolü: Aşındırıcı parçacıkların boyutunu (80–240 mesh) ve jet basıncını (0,2–0,8MPa) değiştirerek yüzey pürüzlülüğünü (Ra 0,8–6,3 μm) değiştirin. Gerilimin giderilmesi: Etki, baskıdan kalan gerilimin bir kısmından kurtulmanıza ve deformasyon olasılığını azaltmanıza yardımcı olabilir.
Kaplama ön işlemi: kaplamanın daha iyi yapışması için yüzeyin daha pürüzlü hale getirilmesi (örneğin, titanyum alaşımlı implantların yüzeyine hidroksiapatit kaplanması).
2. Kumlamanın Yapamayacağı Şeyler
İnce-duvarlı yapı riski: Jet basıncı, ince-duvarlı parçaların (kalınlık < 0,5 mm) şeklini değiştirebilir veya bu parçalarda delikler açabilir. Karmaşık kavite tedavisinde kör noktalar: Çapı 2 mm'den küçük olan deliklere veya iç kanallara girmek zordur ve kalan tozun kimyasal olarak temizlenmesi gerekir.
Yüzey hasarı riski: Silisyum karbür gibi sert aşındırıcılar, alüminyum alaşımları gibi yumuşak metallerin yüzeyini çizebilir.
Doğruluk kaybı: Çok fazla kumlama, daha sonra CNC işleme ile düzeltilmesi gereken dişler ve mikro yapılar gibi ince parçalara zarar verebilir.
2, Malzeme Özelliklerinin Kumlamanın Kullanışlılığına Etkisi
Farklı metallerin sertliği, sünekliği ve oksitlenme eğilimi kumlama işlemi parametrelerinin seçimini doğrudan etkiler:
1. Titanyum alaşımı (Ti6Al4V)
Uygulanabilirlik: Çok güçlü olması ve paslanmaması nedeniyle havacılık motor kanatları ve ortopedik implantlar için en iyi malzemedir. Kumlama yüzeydeki oksit tabakasını ortadan kaldırabilir ve kaplamaların daha iyi yapışmasını sağlayabilir.
Sürecin optimize edilmesi:
Aşındırıcı seçimi: Yüzeyin çizilmesini önlemek için silisyum karbür yerine cam boncuklar veya alümina kumu kullanın.
Basınç kontrolü: İnce duvarlı-yapıların bükülmesini önlemek için püskürtme basıncı 0,4 MPa'dan az olmalıdır.
Kumlamadan sonra gömülü aşındırıcılardan kurtulmak için asitle yıkama (HF+HNO3) gerekir. Daha sonra yüzey, Ra ile tıbbi-bir yüzey elde etmek için cilalanır.<0.8 μ m.
2. Alüminyum alaşımı (AlSi10Mg)
Kullanışlılığı: Hafif olması nedeniyle sıklıkla araba parçalarında kullanılır. Ancak alüminyum alaşımının yüzeyinin oksitlenmesi kolaydır ve kumlama işleminin temiz ve pürüzsüz olma arasında bir denge bulması gerekir.
Sürecin iyileştirilmesi:
Aşındırıcı seçimi: 120 ila 180 mesh boyutunda parçacıklara sahip beyaz korindon veya garnet kumu;
Yorulma mukavemetinin azalmasını önlemek için, kabalaşmanın çok kötüleşmesini önlemek amacıyla basınç regülasyonu 0,3 ile 0,5 MPa arasında olmalıdır.
Yeniden oksitlenmeyi durdurmak için-kumlama işleminden hemen sonra anotlama veya kaplama işlemi yapın.
3. Paslanmaz çelik (316L)
Kullanımı: Paslanmadığından gıda ve kimya ekipmanlarının anahtar malzemesidir. Kumlama yüzeyleri daha düzgün hale getirebilir ancak alttaki yüzeye zarar vermemeye dikkat etmeniz gerekir.
Sürecin iyileştirilmesi:
Aşındırıcı seçimi: Ferritin karışıma karışmasını önlemek için paslanmaz çelik peletler veya seramik boncuklar;
Basınç kontrolü: 0,5–0,7 MPa, derin deliğin iç duvarını temiz tutar.
Test standardı: Kumlama sonrasında çatlak olmadığından emin olmak için floresan penetrant testi (PT) yapılmalıdır.
4. Nikel bazlı yüksek-sıcaklık alaşımı (Inconel 718)
Uygulanabilirlik: Uçak motorlarındaki türbin diskleri gibi yüksek sıcaklıklarda çalışan parçaların çok zorlu koşullara dayanabilmesi gerekir. Kumlama baskı sırasındaki gerilimi azaltabilir ancak taneler arası korozyonu durdurmak önemlidir.
Sürecin iyileştirilmesi:
Bir aşındırıcı seçin: parçacık boyutu 80 ila 120 mesh olan alümina kumu veya silisyum karbür kumu.
Basıncı kontrol edin: Pürüzlendirme etkisini elde etmek için 0,6 ila 0,8 MPa;
Kumlama sonrasında yüzeyin altında oluşan hasarın giderilmesi için solüsyon uygulaması (1 saat 1080 derece izolasyon) yapılması gerekmektedir.
3, Parçaların yapısının kumlama işlemi için oluşturduğu sorun
1. İnce-duvarlı ve hafif yapılar
Durum: Kumlama sonrasında özel bir havacılık braketi (0,3 mm duvar kalınlığına sahip) %15 oranında şekil değiştirdi ve bu da montajın başarısız olmasına neden oldu.
Çözüm: Darbe kuvvetini eşit şekilde dağıtmak için düşük-basınçlı kumlama (0,2–0,3 MPa) ve döndürme tertibatları kullanın.
Mekanik hasarı önlemek için bunun yerine kimyasal cilalama (nitrik asit ve hidroflorik asit ile) veya elektrolitik cilalama kullanabilirsiniz.
2. Karmaşık bir lümen ve mikro gözenekli yapı
Durum: Kumlama sonrasında belirli bir yakıt nozülünün (iç kanal çapı 1,5 mm olan) kalan toz tıkanma oranı %30 kadar yüksektir.
Çözüm: Büyük parçacıklı tozlardan kurtulmak için titreşim taraması yapılır;
Kavitenin iç kısmının ISO 16232-10 Sınıf 5'e göre temiz olduğundan emin olmak için kumlama ve ultrasonik temizleme kombinasyonunu kullanıyoruz (40kHz frekans, 10 dakika).
3. Hassas işlevli yüzey
Örneğin, kumlamanın ardından Ra yüzey pürüzlülüğüne sahip bir optik kalıbın düzgünlüğü<0.2 μ m was lowered to Ra 1.6 μ m, which does not match the standards for injection molding.
Çözüm: Mikron altı hassasiyet elde etmek için manyeto reolojik parlatma (MRF) veya sıvı parlatma kullanın;
Parçalı işleme: Kumlama yalnızca çalışmayan bölümleri pürüzlendirmek için kullanılırken manuel parlatma yalnızca işe yarayan alanları düzeltmek için kullanılır.
4, Kumlama teknolojisinin geleceği
1. Akıllı kontrol
Geliştirme: Makine görüşü ve kuvvet geri bildiriminin yanı sıra aşırı püskürtmeyi veya az püskürtmeyi önlemek için püskürtme basıncını ve açısını gerçek zamanlı olarak değiştirme yeteneğini birleştiren bir sistem.
Almanya'daki IEPCO kumlama makinesi, ince duvarlı parçaların deformasyon oranını %0,1'in altında tutabilen-kapalı döngü kontrolüne ulaştı.
2. Yeşil yükseltme: Toz kirliliğini ve döküntülerden kurtulma maliyetini azaltmak için geri dönüştürülebilir aşındırıcıların (seramik boncuklar gibi) ve kuru buzla kumlamanın kullanılması.
Veriler: Tipik yöntemlerle karşılaştırıldığında, kuru buzla kumlama %40 daha az enerji kullanır ve hiçbir kimyasal kalıntı bırakmaz; bu da REACH kurallarına uygundur.
3. Bileşik süreçlerin entegrasyonu
Geliştirme: "Kaplamanın pürüzlendirilmesinin temizlenmesi" için tek bir işlem sağlamak amacıyla kumlama, lazer temizleme, plazma püskürtme ve diğer teknolojilerin birlikte kullanılması.
Durum: Belirli bir havacılık motoru kanadında "kumlama+lazer kaplama" prosedürü kullanılıyor. Bu, işlem süresini 72 saatten 24 saate düşürür.