Mun málm 3D prentun hitameðferð valda aflögun?

一, The Technical Essence of Heat Treatment: Organizational Regulation and Performance Optimization
Upphitun, einangrun og kæling málmefna við hitameðferð breytir örbyggingu þeirra, sem bætir vélrænni eiginleika þeirra. Í þrívíddarprentun úr málmi eru helstu markmið hitameðferðar:
Að losa sig við afgangsálag: Þegar efnið er prentað fer það í gegnum hraða upphitun og kælingu, sem veldur því að innri grindurnar beygjast og skapar afgangsálag. Til að létta á spennu er hluturinn hitaður undir endurkristöllunarhitastigi efnisins (til dæmis með því að halda títan ál við 800 gráður í 2 klukkustundir). Þetta slakar á grindunum og dregur úr hættu á aflögun við síðari vinnslu eða notkun.
Að bæta uppbyggingu kornsins: Meðhöndlun á föstu lausnum (eins og 7075 álblendi við 470 gráður) getur brotið niður styrkingarfasa, en öldrunarmeðferð (eins og 120 gráður í 24 klukkustundir) getur valdið því að úrkomufasa á nanóskala myndast, sem leiðir til aukins styrks og seigleika. Þetta ferli gerir kornin minni og ólíklegri til að breyta um rúmmál þegar fasinn breytist, sem gerir aflögunarhneigð minni.
Lagað innri vandamál: Hot isostatic pressing (HIP) tækni eykur þéttleika efna á samverkandi hátt í yfir 99,9% með blöndu af 100-150MPa háþrýstingi og 1000-1200 gráðu háum hita, lokar örsprungum og svitaholum og útilokar staðbundinn streitustyrk af völdum ójafnrar rýrnunar.
2, Aflögunaraðferðin af völdum hitameðferðar er samsett áhrif hitauppstreymis og breytinga á örbyggingu.
Markmiðið með hitameðhöndlun er að losna við hættuna á aflögun, en ef það er rangt gert geta nýjar aflögun samt gerst. Helstu leiðirnar sem þetta gerist eru:
Uppbygging hitauppstreymis: Þegar hluti er hituð og kældur veldur hitamunur á utan og innan hluta þess að hluturinn stækkar og dregst saman á annan hátt, sem skapar hitaálag. Til dæmis, þegar þunnt-veggðir hlutar eru kældir hratt, minnkar ytri hluti hraðar en innan. Þetta gæti valdið því að hluturinn skekkist eða snúist.
Breyting á rúmmáli skipulagsbreytinga: Breytingar á efnisþéttleika í fasabreytingarferlinu valda því að rúmmálið minnkar eða stækkar. Til dæmis, þegar martensitic umbreyting á sér stað, er rúmmálið stærra og ef streitulosunin er ekki slétt gæti það myndað sprungur.
Hvernig burðarvirkið hefur áhrif: Svæðið þar sem prentstuðningurinn og undirlagið sameinast er líklegt til að verða streituþéttnipunktur við hitameðferð. Ef burðarhönnunin er ekki rétt gæti hún beygst þegar stuðningurinn er tekinn af eftir hitameðferð vegna streitulosunar á einu svæði.
3, Stefna til að stjórna aflögun: Að bæta ferla og koma með nýja tækni
Til að jafna áhrif hitameðferðar og hættu á aflögun hefur iðnaðurinn hannað kerfisbundna stjórnunaráætlun sem lítur á þrjú svið: efni, ferla og búnað:
1. Að velja efni og gera þau tilbúin
Nikkel-málmblöndur eins og Inconel 718 hafa lægri hitaþenslustuðul (12,5 × 10 ⁻⁶/gráðu) en títan málmblöndur (8,6 × 10 ⁻⁶/gráðu). Þetta þýðir að þeir geta hjálpað til við að koma í veg fyrir uppbyggingu hitauppstreymis.
Hönnun fyrir aflögun: Notaðu hermihugbúnað eins og VoxelDance Engineering til að spá fyrir um hvernig hitameðferð myndi breyta lögun efnisins. Notaðu síðan öfuga for-aflögun á upprunalegu líkaninu til að gera uppbótalíkanið í réttri stærð eftir hitameðferð. Til dæmis, eftir aðlögun fyrir-aflögun, batnaði prentnákvæmni þunns-veggaðs hluta með ákveðnu bognu yfirborði um 66,2% og 98,6% af verulega aflögunarsvæðinu var fjarlægt.
2. Að bæta breytur ferlisins
Upphitun og kæling í hlutum: Notaðu skrefalega upphitunarstefnu (eins og að halda við 50 gráður í 30 mínútur) og seinkaða kælingu (eins og loftkæling eftir ofnkælingu í 200 gráður) til að draga úr hitauppstreymi sem hlýst af hitabreytingum. Til dæmis, eftir HIP-meðferð, endast hverflablöð GE flugvélahreyfla þrisvar sinnum lengur og breytast ekki um lögun meira en 0,05% tilvika.
Tækni fyrir stefnukristöllun: Stefna kristöllunarferli MIT stillir hitunarhraða (til dæmis 2,5 cm/klst) og hitastig (1235 gráður) til að vaxa korn í ákveðna átt í súlulaga myndanir. Þetta gerir efnið ónæmari fyrir skrið og minni líkur á að það skekkist við háan hita.
3. Ný verkfæri og innréttingar
Aðlögunarbúnaður: Fraunhofer ILPT rannsóknarstofan í Þýskalandi bjó til sveigjanlegan búnað sem notar köfnunarefnisgasfjaðrir til að veita kraftmikinn klemmukraft, bætir upp mismun á hitaþenslu meðan á prentun stendur og kemur í veg fyrir að 3m × 2m þunnt-veggvirki aflögist meira en ± 0,3 mm.
Staðbundin hitameðhöndlunartækni: Innleiðsluhitun eða staðbundin leysirhitameðferð er notuð á stóra hluti til að koma í veg fyrir að þau vansköpist þegar þau eru hituð út um allt. Til dæmis hefur ákveðin flugfesting náð 520 MPa togstyrk og víddarstöðugleika meiri en ± 0,1 mm þökk sé staðbundinni lausnarmeðferð.
4, Frontier Case: Ný notkun fyrir aflögun hitameðferðar
Boeing notar trausta lausn og öldrunarmeðferðartækni í geimferðaiðnaðinum til að gera þrívíddarprentaðar flugvélafestingar sterkari, með togstyrk upp á 520MPa. Á sama tíma heldur for-aflögunarhönnun aflöguninni innan við ± 0,05 mm til að uppfylla stranga loftaflfræðilega staðla.
Læknisígræðslur: Ákveðið fyrirtæki hefur fundið upp nýja leið til að búa til acetabular bollar úr títanblendi með því að sameina „streitulosun“ og „sýruætingu“. Þetta ferli fjarlægir innri streitu með glæðingu og skapar síðan örgjúpa uppbyggingu með stærð 5 til 10 μm með sýruætingu. Þetta hjálpar beinfrumum að vaxa án þess að breyta stærð bollanna.
Orkubúnaður: Siemens Energy framleiðir gasturbínublöð með HIP+stefnukristöllunartækni. Þetta gerir efnið 99,95% þétt og gerir það 40% þola skrið. Það getur keyrt í 100.000 klukkustundir án þess að breyta lögun við 1200 gráðu hita.