1 Sammendrag av repeterbarhetsproblemer med metall 3D-utskriftsmateriale
Ved lag for lag stabling av metallpulver genererer 3D-utskrift av metall en tredimensjonal solid struktur inkludert flere faser inkludert pulverbehandling, lasersmelting, avkjøling og størkning. Hver handling kan påvirke den siste delens materialegenskaper, og derfor påvirke repeterbarheten av ytelsen. Dette kan føre til problemer. Spesielt gjentakelsen av materialegenskaper viser seg mest i følgende funksjoner:
Mikrostrukturinkonsekvenser: Rask avkjøling av lasersmeltet pulver under 3D-utskriftsprosessen av metall fører til at mikrostrukturer som ikke er likevektsmessige, inkludert ujevn fordeling av kornstørrelse, form og orientering, lett utvikles. De mekaniske egenskapene til delene - styrke, hardhet og seighet - påvirkes direkte av variasjonene i denne mikrostrukturen.
Vanlige kvalitetsproblemer i 3D-printede metallprodukter er porøsitet og feil. De kan starte fra pulverforurensninger, gassinneslutninger under lasersmelting, utilstrekkelig binding mellom lag og andre elementer. Delers styrke og holdbarhet kan reduseres betydelig ved tilstedeværelse av feil og porer.
Varmebehandlings- og etterbehandlingseffekter: Vanligvis krever varmebehandling og etterbehandling etter utskrift, 3D-printede metallkomponenter bidrar til å maksimere mikrostrukturen, redusere gjenværende stress og forbedre overflatekvaliteten. Men under varmebehandling og etterbehandling kan elementer inkludert temperaturkontroll, holdevarighet og kjølehastighet alle påvirke materialegenskapene til delene, og dermed kompromittere repeterbarheten til ytelsen.
Behandlingsteknologier og pulverkvalitet: Ytelsen til trykte varer avhenger mye av kvaliteten og bearbeidingsteknologiene til metallpulver. Under utskriftsprosessen kan pulverets partikkelstørrelsesfordeling, form, flytbarhet og kjemiske sammensetning påvirke pulverfyllingstettheten, laserabsorpsjonseffektiviteten og smelteatferden, og dermed påvirke materialegenskapene til komponentene.
2 Heller enn tilnærming for å adressere materialegenskaper repeterbarhet i metall 3D-utskrift
Fra følgende synspunkter kan fornuftige metoder foreslås for å løse materialytelsens repeterbarhet i metall 3D-utskrift:
maksimere prosesseringsteknologi og pulverkvalitet: Å løse ytelsens repeterbarhet starter med å forbedre kvaliteten og prosesseringsteknologien til metallpulver. Streng kontroll av partikkelstørrelsesfordelingen, formen og den kjemiske sammensetningen til pulveret, samt avanserte pulverbehandlingsteknologier, inkludert ultralydvibrasjoner og luftstrømsscreening, vil bidra til å forbedre fyllingstettheten og laserabsorpsjonseffektiviteten til pulveret, slik at dannelsen av porer reduseres. og defekter, og dermed forbedre materialytelsens repeterbarhet for delene.
eksakt kontroll av produksjonsparametere: Materialkvalitetene til komponentene er sterkt påvirket av utskriftsinnstillingene som brukes i 3D-utskrift av metall: laserkraft, skannehastighet, lagtykkelse og punktstørrelse. Gjennom nøyaktig styring av disse parameterne kan mikrostrukturen til komponentene maksimeres, fasedannelse i ikke-likevekt kan minimeres, og materialets mekaniske egenskaper og korrosjonsmotstanden kan økes. Samtidig med dette kan fornuftig planlegging av utskriftsbane hjelpe til med å redusere forekomsten av feil og øke repeterbarheten til delens ytelse.
Forbedring av etterbehandlingsprosedyrer og varmebehandlingsteknikker: Ytelsen til metall 3D-printede deler er sterkt påvirket av etterbehandlingsprosedyrer og varmebehandling. Restspenning kan reduseres, mikrostrukturen kan optimaliseres, og styrken og seigheten til komponentene kan økes ved hjelp av optimal varmebehandlingsprosessoptimalisering - det vil si ved å velge passende oppvarmingstemperatur, holdevarighet og kjølehastighet. Samtidige avanserte etterbehandlingsmetoder, inkludert overflatebelegg, polering og sandblåsing, kan heve overflatekvaliteten, øke slitestyrken og korrosjonsbestandigheten.
Forbedring av kvalitetskontroll og prosessovervåking: Styrking av prosessovervåking og kvalitetsinspeksjon er en nøkkelmåte for å øke repeterbarheten av materialegenskaper i 3D-utskrift av metall. Sanntidsovervåking av temperatur, trykk og gasssammensetning under utskriftsprosessen hjelper til med å finne og fikse mulige kvalitetsproblemer raskt. Avanserte deteksjonsmetoder inkludert røntgendiffraksjon, skanningselektronmikroskopi og energispektrumanalyse kan også brukes samtidig for å nøyaktig undersøke mikrostrukturen og den kjemiske sammensetningen til delene, slik at de garanterer at ytelsen tilfredsstiller designkriteriene.
Undersøke materialytelse og datakompilering: Gjennomføring av materialytelsesforskning og datainnsamling er nøkkelen til å løse repeterbarheten til materialegenskaper i metall 3D-utskrift siden kompliserte faktorer fra mange aspekter er involvert i denne prosessen. Mer nøyaktige og pålitelige prediksjonsmodeller kan utvikles ved hjelp av dyptgående forskning på effekten av ulike materialer, utskriftsparametere og varmebehandlingsteknikker på ytelsen til deler, slik at de tilbyr vitenskapelig grunnlag for å optimere utskriftsprosesser og forbedre ytelsens repeterbarhet. Samtidig kan innsamling av mye eksperimentell data være til stor nytte for videre materialutvikling og prosessoptimalisering.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/aluminium-alloy-3d-printed-racing-parts.html