Metal 3D baskı için son-işlemenin ana amacı nedir?

1. Üretim kusurlarından kurtulmak: Ürünlerin kalite kriterlerini karşıladığından emin olmak
Metal 3D baskı katmanlar oluşturduğundan, nesnenin yüzeyinde ve içinde her zaman kusurlar olacaktır. Bu sorunlar giderilmediği takdirde parçaların çalışma şeklini ve ömrünü doğrudan etkileyecektir.

Yüzey kusurlarının düzeltilmesi
Basılı parçaların yüzeylerinde genellikle katman çizgileri, çapak ve artık destek gibi sorunlar bulunur. Örneğin, baskılı alüminyum alaşımlı parçaların yüzey pürüzlülüğü Ra10–20 μm kadar yüksek olabilir; bu, geleneksel işlemenin Ra1,6 μm değerinden önemli ölçüde daha yüksektir. Kumlama, cilalama ve taşlama gibi yüzey işleme yöntemleri, yüzeyi çok daha pürüzsüz hale getirebilir. Örneğin, kumlamanın ardından belirli bir havacılık motoru kanadının yüzey pürüzlülüğü Ra15 µm'den Ra3,2 µm'ye çıktı. Bu, yüzeydeki mikro çatlaklardan kurtuldu ve stres konsantrasyonu nedeniyle meydana gelen yorulma kırılmalarını durdurdu.
İç kusurlardan kurtulmak
Metal 3D yazdırıldığında, tozun tam olarak erimemesi veya gazın yeterince hızlı çıkmaması durumunda gözenekler ve çatlaklar gibi iç kusurlara sahip olabilir. Sıcak izostatik presleme (HIP) teknolojisi, malzemelerin şeklini değiştirmek, iç gözenekleri kapatmak ve yoğunluğu %98'den %99,9'un üzerine çıkarmak için yüksek-sıcaklık ve yüksek-basınçlı bir ortam (tipik olarak 1000–1200 derece ve 100–200 MPa) kullanır. Belirli bir tıbbi cihaz şirketi, 3D baskı titanyum alaşımlı kalça eklemi protezlerinde HIP işlemini kullandıktan sonra yorulma ömrü, uluslararası standartları karşılayan 10 ⁶ kattan 10 ⁷ kata çıktı.
2. Malzemelerin performansını artırın: zorlu çalışma koşullarına dayanabileceklerinden emin olun
3D baskılı metal parçaların mikro yapısı geçmişte yapılmış olanlardan farklıdır ve bunların genel olarak daha iyi çalışmasını sağlamak için-son işlemlere ihtiyaç vardır.

Artık stresin giderilmesi
Metal 3D baskı hızla ısınıp soğuduğunda, geride artık gerilim bırakır. Artık gerilim, paslanmaz çelik baskılı parçaların akma mukavemetinin %50 ila %70'i kadar olabilir ve bu da onların kolayca bükülmesine veya parçalanmasına neden olabilir. Bir şeyi 2-4 saat boyunca 500-700 derecede tutmak ve ardından yavaş yavaş soğumasını beklemek, artık gerilimi %80'den fazla azaltabilen tavlama prosedürünün bir örneğidir. Araba parçaları üreten bir şirket, 3D-baskılı kalıp çeliğinin ömrünü tavladıktan sonra 50.000 kattan 200.000 kata çıkardı. Ayrıca deformasyonu da %90 oranında azaltırlar.
Organizasyon yapısının düzenlenmesi
Basılı materyallerin sütunlu kristal yapısı anizotropiye neden olur ve bu da performansı daha az tutarlı hale getirir. Su verme ve temperleme, tane boyutunu küçültebilir ve tutarlı bir martensitik yapı oluşturabilir. Söndürme (1050 derecede suda soğutma) ve temperleme (650 derecede havada soğutma) sonrasında, 316L paslanmaz çeliğin çekme mukavemeti 680MPa'dan 920MPa'ya çıktı ve uzama %40'tan %25'e çıktı. Ancak izotropi büyük oranda gelişti ve havacılık yapısal bileşenlerinin ihtiyaç duyduğu şey de budur.
Yüzey performansının iyileştirilmesi
Parçalar, elektrokaplama, kimyasal kaplama, anotlama ve diğerleri dahil olmak üzere yüzey işlemleri kullanılarak korozyona ve aşınmaya karşı daha dayanıklı hale getirilebilir. Belirli bir denizcilik mühendislik şirketi, 3D-baskılı paslanmaz çelik valfleri işlemek için kimyasal nikel fosfor kaplama tekniğini kullanıyor. Bu, onları tuz spreyi korozyonuna karşı yalnızca 240 saat yerine 2000 saate kadar dirençli hale getirir; bu, derin deniz operasyonları için gerekli olan şeydir-.
3. Boyut doğruluğunun artırılması: hassas montaj standartlarının karşılanması
Metal 3D baskının boyutsal doğruluğu tipik olarak ± 0,1-0,5 mm'dir, bu da yüksek-hassas montaj ihtiyaçlarını karşılamayı zorlaştırır. İşlem sonrası işlemlerde, parçaların mükemmel şekilde uyum sağlaması için işleme ve tel kesme gibi yöntemler kullanılır.

Yüzeylerin işlenmesinin eşleştirilmesi
Delikler, miller ve düzlemler gibi diğer parçalara uyması gereken yüzeylerde, doğru tasarım boyutlarını elde etmek için frezeleme ve taşlama gibi tekniklerin kullanılması gerekir. Belirli bir havacılık şirketi, 3D-baskılı titanyum alaşımlı braketleri hassas bir şekilde işlemek için beş-eksenli bir bağlantı işleme merkezi kullanıyor. Bu, birleşme yüzeyinin boyut toleransını ± 0,3 mm ile ± 0,02 mm arasında tutarak braketlerin motor sistemine mükemmel şekilde uymasını sağlar.
Konuları sabitleme
Yazdırma iplikleri, eksik diş profilleri ve adım hataları gibi zorluklarla karşılaşabilir. Diş frezeleme veya haddeleme, diş doğruluğunu düzeltebilir. Belirli bir tıbbi ekipman şirketi, 3D baskılı paslanmaz çelik kemik çivileriyle çalışmak için diş haddeleme teknolojisini kullanıyor. Diş doğruluğu 6g düzeyindedir (ISO standardı) ve kemik plakalarıyla eşleştirildiğinde tork dalgalanma aralığı ± %15'ten ± %5'e düşer.
4. Endüstri standartlarına uyun: Sertifika alın
Sağlık ve havacılık gibi endüstrilerde bileşenlerin kalitesine ilişkin yüksek standartlar vardır. İşlem sonrası-bu standartlara ulaşmada önemli bir adımdır.

sağlık alanı
FDA, implantların Ra < 0,8 μm yüzey pürüzlülüğüne sahip olması ve geride herhangi bir tehlikeli madde bırakmaması gerektiğini söylüyor. Bir şirket, kobalt krom alaşımlı eklem protezini 3 boyutlu yazdırmak için elektrolitik parlatma kullandı. Bu, yüzeyi daha az pürüzlü hale getirdi (Ra0,4 μm) ve yüzeyde kalan nikel iyonlarından kurtuldu. Protezler biyouyumluluk testlerinden de geçti.
havacılık endüstrisi
NASA gereksinimleri, önemli yapısal parçaların normalden en az 10 kat daha uzun süre dayanması gerektiğini söylüyor. Bir şirket, 3D-baskılı nikel-bazlı yüksek-sıcaklık alaşımlı türbin diski yapmak için HIP+ısıl işlem kompozit teknolojisini kullandı. Disk 1,2 × 10⁷ döngü sürdü ve uçuşa elverişlilik testini geçti.
5. Genel maliyetlerin düşürülmesi: performans ile maliyet arasında doğru dengenin bulunması
Son-işleme daha fazla adım ekler, ancak sonuçta parçaların daha iyi çalışmasını sağlayarak ve hurda miktarını azaltarak maliyetleri düşürür.

Yeniden işleme maliyetlerini azaltın
Arabalar için kalıp üreten belirli bir şirket, 3D baskı ve ısıl işlem teknolojisini kullandıktan sonra, kalıpların ilk-geçiş oranını %60'tan %95'e çıkardı ve deformasyon ve çatlamadan kaynaklanan yeniden işleme maliyetini %70 oranında azalttı.
Hizmetin ömrünü uzatın
Belirli bir enerji işletmesi, yüzey nitrürleme işlemi kullanan 3D baskılı paslanmaz çelik pompa gövdeleri. Bu, onları aşınmaya karşı üç kat daha dayanıklı hale getirdi, bakım döngülerini üç aydan on iki aya uzattı ve yıllık bakım harcamalarını %60 oranında azalttı.