Har ulike felt de samme behovene for etterbehandling av 3D-utskrifter av metall?

1. Luftfart: Den beste ytelsen og kapasiteten til å tilpasse seg ekstreme miljøer
Flysektoren har svært krevende standarder for 3D-printede metalldeler. Kort sagt, disse delene må være sterke, i stand til å håndtere høye temperaturer, pålitelige og lette. For eksempel må turbinblader til flymotorer yte ved temperaturer over 1000 grader og opprettholde sentrifugalkrefter på titusenvis av omdreininger per minutt. De må også være 30 % til 50 % lettere enn standard støpegods. Dette svært vanskelige arbeidsmiljøet stiller tre hovedkrav til etterbehandling:-

Mikrostrukturkontroll: Bruk av varm isostatisk pressing (HIP) for å bli kvitt interne porer og få materialtettheten nær 100 %. Et visst flyselskap bruker HIP-behandlede 3D-trykte blader av titanlegering. Disse bladene varer fem ganger lenger enn ubehandlede deler og er 92 % like sterke som smidde deler.
Bli kvitt restspenning: Restspenningen fra den laserselektive smelteprosessen (SLM) kan være så høy som 60 % av materialets flytegrense. Spenningsgløding (holde på 550 grader i 4 timer) er nødvendig for å få stressnivået ned til et sikkert nivå. Etter denne behandlingen var den lastbærende strukturen til et gitt romskip i stand til å endre form fra 3,2 mm til innenfor 0,1 mm.
Kontroll av overflateintegritet: Elektrolytisk polering senker overflateruheten fra Ra12,5 μm til Ra0,4 μm og lager et passiveringslag som er 1–2 μm tykt. Dette gjør at saltspraytesten varer fra 200 timer til 2000 timer og gjør produktet trygt for bruk i marine miljøer.
2, Medisinske implantater: biokompatibilitet og individualisert tilpasning
Den medisinske virksomheten trenger metall 3D-printede deler som er trygge for levende ting og kan brukes på mange forskjellige måter. Hovedproblemet er å sørge for at "materialstrukturfunksjon" matcher tre ganger. For eksempel må tilpassede hofteleddsproteser oppfylle følgende parametere for etter-behandling:

Overflatebiologisk aktivering: Et 20 μm tykt porøst oksidlag genereres på overflaten av titanlegering ved bruk av mikrobueoksidasjon. Porøsiteten holdes mellom 30 % og 40 %, og porestørrelsen er mellom 50 og 100 μm, som er lik strukturen til menneskelige beintrabekler. En klinisk undersøkelse viste at denne overflatebehandlingen kan øke tempoet i beinintegrering med 40 %, og oppnå en protesestabilitetsrate på 98,7 % seks måneder etter-operasjonen.
Behandling som ikke bruker magneter: For at kjernemagnetisk resonans skal fungere, må materialets restmagnetisme være mindre enn 5nT, og forskjellen i magnetisk domeneorientering som skjer under utskrift må fjernes gjennom behandling med fast løsning (850 graders isolasjon i 2 timer og vannslukking). Etter denne terapien krympet området med bildeartefakter forårsaket av en spesifikk hjertestent i en 3T MR-maskin med 82 %.
Størrelseskontroll som er unik for deg: Et bearbeidingssenter med fem-akser sliper skjøteoverflaten til en størrelsespresisjon på ± 0,02 mm. Ved å bruke omvendt konstruksjon for å skanne pasient-CT-data, 3D-utskrift og CNC-presisjonsmaskinering, passet et tilpasset skallreparasjonsimplantat til 99,3 % av defektstedet.
3. Å lage biler: balansere vekt og kostnad
I bilsektoren er det et "polarisert" behov for 3D-printede metalldeler. Høy-modeller ønsker best ytelse, mens lav-kostnadsmodeller ønsker å holde kostnadene nede. Dette unike kravet presser etter-behandlingsteknologi til å endre seg på to måter:

Høy-komponentbehandling: Motorhuset til et nytt energikjøretøy er bygget av 3D-trykt aluminiumslegering. T6 termisk behandling (fast løsning 530 grader + kunstig aldring 170 grader) øker strekkfastheten fra 280 MPa til 380 MPa. Den termiske ledningsevnen er også forbedret fra 120W/(m · K) til 180W/(m · K) for å oppfylle behovene til IGBT-moduler for varmeavledning.
Behandling av økonomiske komponenter: En spesifikk økonomisk modell bruker 3D-trykte rustfrie stålbraketter, med overflateruhet redusert fra Ra10 μm til Ra3,2 μm via sandblåsingsbehandling med Al2O3-sandpartikler med 80 mesh-størrelse. Samtidig dannes et trykkspenningslag på 0,5 μm tykt, som forlenger utmattingslevetiden fra 50 000 til 200 000 sykluser, og oppfyller 10-års brukskriteriene.
Optimalisering av batchproduksjon: En multi-laserhode SLM-enhet skriver ut et spesifikt transmisjonsventilhus, og et online laserinterferometer sjekker kvaliteten på mellomlagsbindingen i sanntid. Ved hjelp av automatisert haglebehandling (glassperler, partikkelstørrelse 220 mesh) kuttes etterbehandlingstiden for ett stykke fra 45 minutter til 12 minutter, noe som er nok tid til å lage 500 000 stykker i året.
4. Energiutstyr: garantert lang levetid og motstand mot korrosjon
Metall 3D-printede deler må kunne håndtere svært tøffe forhold, som høye temperaturer, høyt trykk og betydelig korrosjon. Dette gjelder i sektorene kjernekraft, petrokjemikalier og andre. En spesifikk undersjøisk olje- og gassventil er bygget av en nikkel-basert legering som ble 3D-printet. Etterbehandlingssystemet- inkluderer:

Rengjøring med superkritiske væsker: Ved å bruke flytende CO2 for å fjerne rester av pulver i den indre strømningskanalen, er denne metoden åtte ganger mer effektiv enn vanlig ultralydrengjøring, og størrelsen på restpartiklene holdes under 10 μm.
Gradient varmebehandling: Ved segmentert bråkjøling (1050 graders vannslukking + 760 grader oljeslukking) dannes et 1 mm tykt martensittisk lag på overflaten av materialet, mens austenittstrukturen holdes i kjernen. Dette gjør at ventilens slagfasthet går fra 20J til 120J ved -46 graders lave temperaturforhold.
Komposittbeleggsteknologi: For det første skaper plasmasprøyting et 0,3 mm tykt Al2O3-13 % TiO2 keramisk lag. Deretter legger laserkledning til et 0,1 mm tykt NiCrBSi-legeringslag. Dette senker ventilens korrosjonshastighet fra 0,02 mm/år til 0,001 mm/år i en 5 % NaCl-løsning.