Er marktækur munur á frammistöðu þrívíddarprentaðra hluta úr málmi fyrir og eftir hitameðferð?

1. Örbygging: breyting á gæðum frá göllum í þéttleika
Málmþrívíddarprentunarferlið felur í sér að hita og kæla efnið hratt, sem veldur því að margir pínulitlir gallar verða inni í hlutunum. Til dæmis, í leysiduftbeðsbræðsluaðferðinni (LPBF) kólnar bræðslupotturinn fljótt, sem gerir grófa súlulaga kristalla með háum-þéttleika tilfærslum og örholum við kornamörkin. Þessir gallar lækka ekki aðeins þéttleika efnisins (venjulega 98%–99,5%), heldur valda þeir einnig sprungum, sem gerir hlutana veikari hvað varðar vélrænni eiginleika þeirra.
Hitameðferð bætir örbyggingu með því að gera eftirfarandi:
Þétting: Heitt jafnstöðupressun (HIP) meðferð virkar með háum hita (venjulega 0,7-0,9 sinnum bræðslumark efnisins) og háum þrýstingi (100-200MPa) til að loka innri svitahola hlutans og örsprungur. Til dæmis, eftir HIP-meðferð, fór þéttleiki háhita álhluta fyrir ákveðinn flugvél úr 99,2% í 99,99% og hlutarnir gátu enst fimm sinnum lengur áður en þeir brotnuðu.
Hreinsun kornsins: Ferlið við endurkristöllun meðan á glæðingu stendur getur gert kornstærðina minni. Til dæmis, glæðing prentaðra hluta úr áli við 350 gráður í 2 klukkustundir minnkar kornastærðina úr 100 μm í 20 μm og eykur afrakstursstyrkinn um 15%.
Stýring á fasabreytingum: Þegar þú slokknar og herðir stál geturðu búið til tvífasa uppbyggingu sem samanstendur af martensíti og austenítleifum. Til dæmis, eftir að hafa verið slökkt við 1050 gráður og mildaður við 200 gráður, nær hörku prentaðra hluta úr formstáli 58HRC og þeir eru þrisvar sinnum ónæmari fyrir sliti en ómeðhöndlaðir hlutar.
2, Vélrænir eiginleikar: að fara frá því að vera viðkvæmur í að vera sterkur
Hitameðferð er mjög mikilvæg til að gera vélrænni eiginleika þrívíddarprentaðra málmhluta betri. Til dæmis, þegar litið er á há-blendi GH4169, hafa prentuðu hlutarnir aðeins lægri togstyrk og flæðistyrk en sviksuðu hlutarnir, en lengingin við brot og þversniðsrýrnun eru mun verri. Eftir hefðbundna hitameðhöndlun (álagsglæðing og einsleitunarglæðing) standast tog eiginleikar þess við stofuhita og háan hita eða fara fram úr viðmiðum fyrir mótun. Ending þess við háan-hita er líka betri en svikin hlutar.
Mismunur í frammistöðu er sýndur í:
Styrkuraukning: Slökkviaðferðin gerir martensitic uppbyggingu með því að kæla hana hratt niður, sem gerir það mun erfiðara. Til dæmis, eftir slökkvun, hækkar togstyrkur prentaðra hluta úr nikkel-há-háhitablöndu úr 460MPa í 585MPa.
Betri hörku: Herðing getur losað sig við slökkvandi streitu og gert hlutina erfiðari. Til dæmis, eftir að slökkt hefur verið og hert við 550 gráður jókst höggþol prentaðs hluta af gírkassa bíls úr 15J/cm² í 35J/cm².
Hagræðing á þreytuafköstum: Hitameðferð getur lagað vandamál inni í efninu og hægt á útbreiðslu þreytusprungna. Eftir hitameðhöndlun er þreytulíf GH4169 prentaðra hluta við 650 gráður 20% lengri en svikin hluta.
3. Stöðugleiki í stærð: frá beygju til nákvæmrar tryggingar
Þrívíddarprentaðir hlutar úr málmi geta breytt stærð eftir prentun vegna afgangsstreitulosunar eða breytinga á örbyggingu. Þetta gæti gert það erfiðara að setja þau rétt saman. Hitameðferð getur bætt víddarstöðugleika til muna með því að gera örbygginguna stöðugri og losna við streitu.
Minni aflögun: Glæðing getur gert muninn á varmaþenslustuðli milli hluta minna og gert vinnsluaflögun minni. Til dæmis fór þvermálsfrávik prentaðs hluta flókins flæðisrásarvarmaskiptis úr ± 0,15 mm í ± 0,05 mm eftir glæðingu.
Langtíma-stöðugleiki: Öldrunarmeðferð getur losnað við yfirmettaðar fastar lausnir í efnum og komið í veg fyrir að stærð þeirra breytist of mikið með tímanum. Til dæmis, eftir að hafa verið elst við 170 gráður í 8 klukkustundir, lækkaði stærðarbreytingarhlutfall prentaðra álhluta úr 0,3% á ári í 0,05% á ári.
Aðlögun flókinna mannvirkja: Hitameðferð getur hjálpað til við að koma í veg fyrir streituuppsöfnun við vinnslu fyrir flókin mannvirki eins og þunn-vegg og gljúp. Eftir tvöfalda glæðingu (700 gráður × 2 klst. + 500 gráður × 4 klst.) hækkuðu þreytumörk bæklunarígræðslna úr títanblendi úr 450 MPa í 600 MPa, sem er nóg til að halda uppi þyngd líkamans með tímanum.
4. Sérstakar frammistöðukröfur: Alhliða til sérsniðin bylting: Hitameðferð getur einnig veitt málm 3D prentuðum hlutum einstaka eiginleika, sem gerir þá gagnlega við fleiri aðstæður.
Bætt viðnám gegn tæringu: Meðhöndlun með fastri lausn getur leyst upp annan áfangann í efninu, sem gerir það ólíklegra að það tærist með rafefnafræðilegum aðferðum. Til dæmis, eftir að hafa verið meðhöndluð með lausn við 1050 gráður, jókst möguleiki 316L prentaðra íhluta úr ryðfríu stáli úr 320mV í 450mV, sem er gott til notkunar við sjávaraðstæður.
Stýring á segulmagnaðir eiginleikar: Hitameðferð getur breytt kornastefnu og leifarálagi mjúkra segulmagnaðir efna til að gera segulmagnaðir eiginleikar þeirra betri. Til dæmis, eftir að hafa verið hituð í 750 gráður, eykst segulgegndræpi tiltekins hluta segulloka um 20% og orkumagnið sem notað er minnkar um 15%.
Bætir lífsamhæfi: Hita þarf lækningaígræðslur til að losna við yfirborðsmengun og búa til passiveringsfilmu. Til dæmis fór yfirborðsgrófleiki Ra á bæklunarígræðslum úr títanblendi úr 3,2 μm í 0,8 μm eftir sýruþvott og glæðingu við 500 gráður og hraðinn sem frumur festust við ígræðslurnar hækkaði um 40%.
5. Tilviksrannsókn: Hitameðferð getur gert eiginleika CuCrZr álfelgur mun betri á þann hátt sem ekki er búist við.
Vegna þess að það hefur mikla leiðni og vélræna eiginleika er CuCrZr álfelgur oft notaður í hluta flugvélahreyfla. Hins vegar er erfitt og dýrt að búa til flókin mannvirki með dæmigerðum vinnsluaðferðum. CuCrZr málmblönduna sem er framleidd með SLM tækni er nokkuð sterk (afrakstursstyrkur 411MPa) en ekki mjög góður í að leiða rafmagn (31% IACS). Eftir að hafa verið hitað upp í 500 gráður í klukkutíma fór togstyrkur þess upp í 585 MPa og leiðni hans fór upp í 64% IACS. Þetta er svipað því hversu vel dæmigerð meðhöndluð málmblöndur virka. Þessi atburðarás sýnir að hitameðhöndlun er mikilvægt skref til að fá sem mest út úr þrívíddarprentunarefni úr málmi.