Metal 3D baskının-sonraki işlemleri kısmen ihmal edilebilir mi?

Örneğin, sonradan-işlemenin ana fikri "kullanılabilir"den "güvenilir"e geçmektir.
Metali 3 boyutlu olarak bastığınızda, metal tozunu veya teli katman katman eritmiş olursunuz. Bu, artık gerginlik, küçük kusurlar ve pürüzlü yüzeyler gibi sorunlara neden olabilir. İşlem sonrası-işlemenin temel amacı şu "doğal eksiklikleri" düzeltmektir:

Artık gerilimden kurtulmak: Yazdırma sırasında hızlı soğutma, parçaların bükülmesine veya parçalanmasına neden olabilecek iç gerilime neden olabilir. Bir uçak motorunun türbin kanatları aşırı ısınmayı önleyecek şekilde işlenmezse, kalan gerilim malzemenin akma dayanımının %60'ına ulaşabilir. Bu, motor çalışırken bıçakların aniden çökmesine neden olabilir.
Mekanik performansın arttırılması: Katı çözelti+yaşlandırma gibi ısıl işlemler tane boyutunu küçültebilir, güçlendirme fazlarının oluşmasına neden olabilir ve titanyum alaşımının gerilme mukavemetini 800MPa'dan 1200MPa'ya çıkarabilir; bu da havacılık yük taşıyan yapıların ihtiyaç duyduğu şeydir.
Yüzeyi daha iyi hale getirmek: Kumlama, cilalama ve diğer yöntemlerle yüzey pürüzlülüğünü Ra12,5 μm'den Ra0,4 μm'ye düşürebilir ve katmanlar arası yapışma izlerinden kurtulabilirsiniz. Bu, implantların biyouyumlu olmasını sağlar.
Yalıtılmış iç kusurlar: Sıcak izostatik presleme (HIP) teknolojisi, gözenekleri yüksek sıcaklık ve basınçta sıkıştırarak malzeme yoğunluğunu neredeyse %100 yapar ve yorulma ömrünü büyük ölçüde uzatır.
2, Son-işlemeyi kısmen atlama olasılığı: sahneye-güdümlü bir farklılaştırma tekniği
Son-işleme gerekli olsa bile, süreç optimizasyonu veya yeni materyaller yoluyla kısmi "çıkarma"nın yapılabileceği zamanlar vardır:

1. Destekleyici yapıların kaldırılması: "gerekli"den "isteğe bağlı"ya
Asılı parçaların düşmesini önlemek için geleneksel metal 3D baskının destek yapılarına ihtiyacı vardır. Ancak desteğin kaldırılması parçaların yüzeyine zarar verebilir. Kapalı-döngü erime havuzu kontrolü ve temassız-toz dağıtımıyla VELO 3D'nin desteklenmeyen baskı teknolojisi "45 derece kuralını" ihlal ediyor. İç çapı 100 mm'ye kadar olan karmaşık yapıları desteğe ihtiyaç duymadan basabilmektedir. Örneğin, ısı eşanjörünün baskılı iç borusu Ra3,2 μm yüzey düzgünlüğüne sahiptir ve bu da sıvı sızdırmazlık kriterlerini anında karşılar. Bu, desteğin çıkarılmasına ve yüzeyin yeniden cilalanmasına gerek olmadığı anlamına gelir.

2. Yüzey işleme: "ince cilalama"dan "işlevsel yönlendirme"ye
Görünmeyen alanlar veya akış kanalının içinde kalan kısımlar için yüzey pürüzlülüğü bir miktar gevşetilebilir. Örneğin:

Otomotiv süspansiyon parçaları: Baskı ayarları değiştirilerek (katman kalınlığı 0,1 mm'ye ve tarama hızı 1000 mm/s'ye) yüzey pürüzlülüğü, aşınma direnci standartlarını karşılayan ve kumlama aşamasını atlayan Ra6,3 μ m'de tutulur.
Bir uçak motoru için yakıt nozulu: Lazer seçici eritme (SLM) baskısından sonra iç akış kanalının yüzey pürüzlülüğü Ra8 μm'dir. Sıvı simülasyonu sayesinde yakıt atomizasyon etkisi normu karşılar, dolayısıyla ekstra cilalamaya gerek kalmaz.
3. Isıl işlem: "tam proses kapsamı"ndan "talep üzerine kişiselleştirme"ye kadar
Isıl işlem işlerin daha iyi çalışmasını sağlayabilir ancak aynı zamanda parçaların boyutunu veya rengini de etkileyebilir. Aşağıdaki durumlar ısıl işlemi dışarıda bırakabilir veya kolaylaştırabilir:

3D-baskılı titanyum alaşımlı takılar gibi dekoratif metal öğelerin sert olması gerekmez, dolayısıyla metalin parlaklığını korumak için katı çözelti işlemi atlanabilir.
-40 dereceye kadar düşük sıcaklıklara sahip ortamlarda kullanılan alüminyum alaşımlı braketler gibi düşük-sıcaklık uygulamaları için, baskı koşulları optimize edilerek (alt tabakanın 200 dereceye kadar önceden ısıtılması gibi) artık gerilim güvenli bir aralıkta tutulur, böylece gerilim giderme tavlamasına gerek kalmaz.
Araştırma ve geliştirme aşamasında ısıl işleme tabi tutulmamış parçalar-tasarımın işe yarayıp yaramadığını hızlı bir şekilde kontrol edebilir ve yineleme döngüsünü hızlandırabilir.
4. Tozun çıkarılması ve geri dönüştürülmesi: "manuel çalıştırma"dan "otomatik entegrasyona"
Toz yatağında eritme işlemi sırasında tozun çıkarılması ve elenmesi çok zaman alır. Platinum BLT-S800, tozun kabin içinde kapalı bir döngü içinde akmasını sağlayan otomatik bir toz geri kazanım sistemine sahiptir. Bu, tozun giderilmesinde %80 daha verimli olmasını sağlar ve bazı insan tarama prosedürlerini ortadan kaldırır.

3,Son-işlemenin risklerini ve sınırlarını göz ardı etmek: teknolojik olgunluğun bir işareti
Son-işlemelerin tamamını yapmayarak paradan tasarruf etmek mümkündür, ancak akılda tutulması gereken bazı endişeler vardır:

Performans düşüşü: İşlenmemiş nikel-bazlı yüksek-sıcaklık alaşımı parçaları, yüksek-sıcaklık dayanımlarının %30'unu kaybedebilir ve bu, uçak motorları için yeterince güçlü değildir.
Güvenilirliğin azalması: HIP ile tedavi edilmemiş titanyum alaşımlı implantların yorulma ömrü %50 daha kısa olabilir ve bu da klinik başarısızlık olasılığını artırır.
Uyumluluk sorunu: Sağlık ve havacılık gibi sektörlerde (ASTM F2924 gibi) parçalar için sıkı sertifikasyon standartları vardır ve önemli-işlem sonrası adımlarını atlamak, testte başarısız olmak anlamına gelebilir.
Sektördeki uygulamalar,-sonraki işlemlerden vazgeçmenin uygulanabilirliğinin teknolojik olgunluğa ve senaryonun toleransına bağlı olduğunu göstermiştir. Örneğin GE Additive'in Concept Laser M2 ekipmanı, daha iyi tarama yöntemleri kullanarak paslanmaz çelik parçalardaki artık gerilimi %40 oranında azaltıyor. Bazı parçalar gerilim giderme tavlamasını bile atlayabilir. Bununla birlikte, tıbbi implantların biyolojik kullanım açısından güvenli olması için hala tam işlem ısıl işlemine ve yüzey pasifleştirilmesine ihtiyaç vardır.