Er stressbehandling nødvendig etter muggtrykk?

一, Måten gjenværende stress dannes på og risikoen det kan utgjøre
1. Variasjonen av stress opprinnelse
Det er tre grunnleggende typer variabler som forårsaker gjenværende spenning under støpetrykkprosessen:
Ulike prosessparametere: Hvis laserkraften, skannehastigheten og lagtykkelsen ikke er riktig innstilt, kan krympingshastighetene mellom lagene være forskjellige, noe som kan forårsake skjærspenning mellom lag. For eksempel, når 3D-printing foto-herdet keramikk, endringer i lagtykkelse (50–100 μm) og ikke nok UV-eksponering kan føre til at mellomlagsspenning bygges opp, noe som kan føre til at uglødede zirkoniumoksidstillaser knuses med en hastighet på opptil 18 %.
Begrensninger av materialegenskaper: Ved utskrift med metallpulverbedsmelting (PBF), forårsaker rask avkjøling ujevn kornforfining, forskyvninger med høy-tetthet på visse steder og mikrospenninger. For eksempel kan restspenningen i ubehandlet H13 formstål som har blitt 3D-printet være så høy som 30 % til 50 % av materialets flytegrense.
Fjerning av støttestrukturer og polering av overflater er eksempler på etter-behandlingsoppgaver som kan gi ekstra mekaniske belastninger. For eksempel, hvis formen ikke er stress-avlastet etter å ha blitt bearbeidet mekanisk, kan bråkjølingsdeformasjonen øke med 40 % til 60 %.
2. Stress kan være farlig på mange måter
Hvis gjenværende stress ikke blir håndtert på riktig måte, vil det føre til følgende problemer:
Dimensjonell ustabilitet: Når spenningen utløses, bøyes formen og endrer form, med et nøyaktighetsavvik på mer enn ± 80 μm, noe som er mye dårligere enn kriteriene for muggsopp av medisinsk kvalitet (± 50 μm).
Ytelsesforringelse: Det vil sannsynligvis dannes mikrosprekker på steder med høy belastning, noe som reduserer utmattelsesstyrke og slagfasthet. For eksempel, hvis det 3D-trykte elektroniske aluminiumoksidsubstratet ikke er glødet, vil metallbelegget løsne med en hastighet på 12 % og isolasjonsmotstanden endres med ± 15 %.
Livsforfall: Spenningssuperposisjon øker spredningen av tretthetssprekker når belastningen er syklisk, og reduserer levetiden til formen med 50 % til 70 %. For eksempel, etter 100 000 belastningssykluser, er sprekkforplantningshastigheten til uutglødd 3D-trykt formstål tre ganger raskere enn for glødede deler.
2, Behovet for stressavlastning: bevis fra teori til praksis
1. Teoretisk grunnlag: Koblingen mellom stressavlastning og bedre ytelse
Termodynamiske eller mekaniske operasjoner brukes i stressavlastningsbehandling for å flytte atomer rundt inne i materialet, redusere dislokasjonstettheten og bli kvitt stress. Det viktigste med det er:
Reparere mikrostruktur: Glødeprosessen kan lukke mikrosprekker (lengde<50 μm) that form during sintering, which makes the material 2% to 3% denser. For instance, after annealing at 1150 °C, the microcrack closure rate of 3D printed zirconia parts goes from 90% to 420MPa, and the bending strength goes from 350MPa to 420MPa.
Forbedring av dimensjonsstabilitet: Den beskjedne mengden plastisk deformasjon (vanligvis mindre enn 0,5 %) som skjer når stress utløses, kan stoppe brå forvrengning fra å skje når gjenstanden brukes igjen. For eksempel har dimensjonsnøyaktigheten til tannimplantater av zirkoniumoksid økt fra ± 80 μm til ± 30 μm etter gløding, som er i tråd med ISO 13356 medisinsk standard.
Forbedring av maskinytelse betyr å redusere overflatehardhet og gjenværende strekkspenning, samt redusere vibrasjoner og verktøyslitasje gjennom hele skjæreprosessen. Etter sliping avlastes for eksempel dysestålet ved 260–315 grader, noe som reduserer overflatespenningen med 40 % til 65 % og dobler levetiden til verktøyet.
2. Virkelig-eksempel: en vellykket modell for bruk i virksomheten
Et medisinsk selskap lager 3D-trykte zirkoniumoksidimplantater ved å bruke "UV-herdende støping → avfetting → sintring → gløding (1150 graders isolasjon i 3 timer, oppvarming 5 grader /t, nedkjøling 5 grader /t)"-teknikken innen keramiske former. Sprekkehastigheten har gått ned fra 18 % til 3 %, tretthetsmotstanden har gått opp med 25 %, og batch-passhastigheten har gått opp fra 75 % til 96 %.
Et elektronisk selskap laget 3D-trykte aluminiumoksid elektroniske substrater innen metallformer ved "sintring etterfulgt av gløding (holde ved 1300 grader i 4 timer, oppvarming ved 10 grader / t, og kjøling ved 10 grader / t)." Avløsningshastigheten for metallbelegg var ned til 2 %, og variasjonen i isolasjonsmotstanden ble senket til ± 5 %, noe som oppfylte de høye stabilitetsstandardene.
Form med en komplisert struktur: For deler som ikke er vanlige, slike porøse støtter, brukes prosedyrer som trinnvis oppvarming (600 graders isolasjon i 1 time, 750 graders isolasjon i 2 timer) og gradientkjøling (5–10 grader/t) for å få jevn spenningsfrigjøring og stoppe sprekker fra lokal overoppheting.
3, Valg av metode og optimalisering av parametere er en del av stressbehandlingsprosessen.
1. Varmebehandlingsmetode: presis styring av primærprosesser
Gløding for å lindre stress: Varm formen til under Ac ₁ (for eksempel 500–650 grader) og hold den der i 2–4 timer. La den deretter avkjøles sakte. Den fungerer med stålformer, aluminiumslegeringsformer og mer, og den kan kvitte seg med mer enn 80 % av gjenværende spenning.
Behandling av tid: Oppmuntre naturlig stressfrigjøring ved naturlig aldring (romtemperaturlagring) eller kunstig aldring (100–200 graders isolasjon), som er best for optiske former som trenger svært høy presisjon.
Forbedring av glødeprosessen: Endre temperaturkurven basert på materialets kvaliteter. For eksempel må temperaturen på glødeprosessen for zirkoniumoksidformer holdes mellom 1100 og 1200 grader (lavere enn sintringstemperaturen på 300-400 grader). Oppvarmingshastigheten bør være 5-10 grader /t (for tynnveggede deler skal den senkes til 3 grader /t), og isolasjonstiden bør være 2-3 timer.
Aldring gjennom vibrasjon: Den er bra for store muggsopp eller situasjoner der oppvarming ikke er mulig fordi den bruker mekanisk vibrasjon (15–100 Hz) for å avlaste materialets indre stress. For eksempel, et bestemt selskap som lager bilformer kuttet formdeformasjonen med 60 % etter å ha brukt vibrasjonsaldringsterapi.
Behandling med shot peening: Ved å påvirke overflaten med høyhastighets-metallpartikler skapes et trykkspenningslag (dybde 0,1–0,5 mm) som gjør at den varer lenger. Bra for former som har konsentrert belastning på overflatene, inkludert formstøpeformer-og smiformer.
3. Sammensatt prosess: Forbedring av effektiviteten ved å jobbe sammen med ulike teknologier Plan
Varmebehandling og mekanisk behandling: Bruk først gløding for å bli kvitt alt stresset, og bruk deretter shot peening for å gjøre overflaten sterkere. For eksempel brukte et visst flyformfirma prosedyren med "gløding (650 graders isolasjon i 2 timer) + kuleblåsing (Al2O3-partikler, trykk 0,3 MPa)", som gjorde at formen overlevde tre ganger lenger.
Intelligent glødingsteknologi: Et AI-system justerer temperaturkurven i sanntid for å overvinne problemet med ujevn gløding av kompliserte strukturelle former. For eksempel produserte et bestemt studieteam en intelligent glødemetode som kan øke spenningsreduksjonsraten for uregelmessige deler fra 70 % til 92 %.