Vil etter-behandling av 3D-utskrift av metall endre ytelsen til deler?

1. Varmebehandling: "ytelsesmotoren" for kontroll av mikrostruktur
Den raske oppvarmingen og avkjølingen som skjer under 3D-utskriftsprosessen av metall skaper ikke--likevektsstrukturer inne i materialet, som grove søylekrystaller og rester av austenitt. Disse kan gjøre delene svakere, mindre robuste og mindre motstandsdyktige mot tretthet. Ved å nøye styre oppvarmingstemperaturen, holdetiden og kjølehastigheten, kan varmebehandling forbedre ytelsen på følgende måter:

Lindring av gjenværende stress
Når materialet krymper ujevnt under utskrift, kan det forårsake restspenninger inne i komponenten som er opptil 50 % til 70 % av materialets flytegrense. Dette kan føre til at delen bøyes og knuses. Glødebehandling, som innebærer å holde materialet ved 500–700 grader i 2–4 timer og deretter la det avkjøles sakte, kan redusere gjenværende stress med mer enn 80 %. Et visst bilstøpefirma brukte glødebehandling på 3D-trykt formstål, noe som forbedret formens levetid fra 50 000 til 200 000 ganger og reduserte mengden forvrengning med 90 %.
Gjøre organisasjonen mer enhetlig og foredle kornet
Prosessen med bråkjøling og temperering kan bryte ned grove søylekrystaller og lage en jevn martensittisk struktur. Etter bråkjøling (avkjøling i vann ved 1050 grader) og temperering (kjøling i luft ved 650 grader), gikk strekkstyrken til 316L rustfritt stål opp fra 680MPa til 920MPa, og forlengelsen gikk ned fra 40% til 25%. Imidlertid ble isotropien mye bedre, og det er det strukturelle deler til romfart trenger.
Gjør det tettere
Varm isostatisk pressing (HIP)-teknologi bruker høy temperatur og høyt trykk (1000–1200 grader, 100–200 MPa) for å endre formen på materialer og stenge deres indre porer. En medisinsk utstyrsvirksomhet brukte HIP-behandling for å 3D-printe hofteleddsproteser i titanlegering. Dette gjorde at tettheten gikk fra 98 % til over 99,9 % og utmattelsestiden gikk fra 10 ganger til 10 ganger, noe som oppfylte internasjonale standarder.
2. Overflatebehandling: et hopp fra "funksjonell reparasjon" til "ytelsesforbedring"
Deler laget med 3D-utskrift i metall har ofte laglinjer, grader og mikrosprekker på overflaten. Disse får dem ikke bare til å virke dårlige, men de gjør dem også mindre motstandsdyktige mot korrosjon og slitasje. Gjennom fysiske, kjemiske eller mekaniske midler kan overflatebehandling forbedre ytelsen på følgende måter:

Forbedrer motstanden mot korrosjon
Anodisering, kjemisk plettering og galvanisering kan alle gi et tykt beskyttende lag på overflaten av gjenstander. For eksempel lager anodisering av aluminiumslegering en 10–20 μm aluminiumoksidfilm på overflaten. Dette gjør legeringen mer motstandsdyktig mot salttåkekorrosjon, fra 240 timer til 2000 timer, som er hva maritim ingeniørkunst trenger.
Bedre motstand mot slitasje
Kjemisk hardforkroming kan legge et krombelegg på overflaten av deler som er opptil 50 μm tykke og har en hardhet på HV1000 eller høyere. En spesiell energibedrift har tredoblet slitestyrken til sine 3D-trykte pumpehus i rustfritt stål og forlenget vedlikeholdssyklusen fra tre måneder til tolv måneder etter at denne teknologien ble implementert på dem.
Forbedring av kvaliteten på overflaten
Du kan bli kvitt grove flekker på overflaten ved å sandblåse, polere eller slipe. Et visst romfartsselskap bruker et maskineringssenter med fem-akser for nøyaktig å behandle 3D-trykte titanlegeringsbraketter. Dette holder motflatens dimensjonstoleranse mellom ± 0,3 mm og ± 0,02 mm og senker overflateruheten fra Ra10 μm til Ra0,8 μm, som er det som trengs for presisjonsmontering.
3 Sammensatt post-behandling: et stort skritt fremover i ytelse takket være bruken av mange teknologier sammen
Enkelt-etter{0}}behandlingsteknologi samsvarer vanligvis ikke med de strenge behovene til høy-produksjon. Sammensatte prosesser, derimot, dobler ytelsen ved å stable teknologier.

HIP og varmebehandling
Et visst luftfartsmotorfirma bruker "HIP+solution annealing"-komposittprosessen for å lage 3D-trykte nikkel-baserte høy-temperaturlegerte turbinskiver. Denne prosessen gjør skivene 99,95 % tette, øker deres strekkstyrke til 1200 MPa, fjerner prosesseringsspenninger og forbedrer dimensjonsstabiliteten med 50 %.
Maling og endring av overflaten
Ved å bruke "laserbekledning+keramisk belegg"-teknologi har et bestemt bildelerfirma jobbet med 3D-trykte stempler av aluminiumslegering. Dette har gjort overflaten hardere (til HV800) og forbedret stemplenes evne til å tåle høye temperaturer med 200 grader, som er det motorer trenger.
Additiv produksjon og subtraktiv prosessering
Et medisinsk utstyrsselskap bruker en kombinasjon av "3D-utskrift og CNC presisjonsmaskinering" for å lage produktene sine. For det første lager 3D-utskrift raskt kompliserte strukturer. Deretter oppnår et maskineringssenter med fem-akser en overflatepresisjon på Ra0,4 μm, noe som senker dreiemoment-fluktuasjonsområdet til bennegleimplantatet og benplaten fra ± 15 % til ± 5 %.
4. Bransjenormer og standarder: "målet" av kvalitet etter bearbeiding
Standardisering av etter-behandling har vært den viktigste tingen å gjøre for å sikre at 3D-utskriftsteknologi av metall fungerer bra. De tre nasjonale standardene som trådte i kraft i september 2025, som "Måling og karakteriseringsmetoder for overflatestruktur av metallpulverbedsmeltende formende deler i additiv produksjon," satte spesifikke tall for viktige faktorer som overflateruhet og porøsitet. Dette presset bedrifter til å gå fra "erfaringsdrevet-" til "data-drevet" etter-behandlingsadministrasjon. For eksempel satte ett selskap opp et online deteksjonssystem for å holde øye med overflateruheten rett etter sandblåsing, noe som økte produktkvalifiseringsgraden fra 85 % til 98 %.