Aišku, nurodykite terminio apdorojimo tikslą ir įsitikinkite, kad jis patenkina energijos įrangos poreikius.
Įvairių rūšių energijos įranga turi įvairius metalinių dalių našumo reikalavimus. Pavyzdžiui, branduolinės elektrinės reaktoriaus slėgio indo dalys turi būti stiprios, atsparios korozijai ir atsparios radiacijai. Vėjo turbinos pavarų dėžės dalys turi būti tvirtos, atsparios dėvėti ir kietas. Prieš optimizuodama terminį apdorojimą, svarbu įsitikinti, kad energijos įranga turi aiškius atspausdintų komponentų našumo reikalavimus. Tada, remiantis šia informacija, turėtų būti vykdoma terminio apdorojimo strategija.
Dalys, kurios turi būti labai stiprios, terminio apdorojimo tikslas paprastai yra tai, kad grūdai būtų mažesni ir padidintų dislokacijų skaičių, todėl medžiaga tampa stipresnė tiek iš derliaus, tiek tempimo stiprumo. Pavyzdžiui, tinkamas tirpalo gydymas ir senėjimo gydymas gali tolygiai skleisti lydinio elementus visoje matricoje ir sukurti mažytes nuosėdas, todėl medžiaga tampa stipresnė. Šiluminis apdorojimas turėtų būti sutelktas į atsikratymą liekamojo streso, todėl audinys tampa nuoseklesnis ir išvengia trapių fazių ir įtrūkimų dalims, kurios turi būti kietos.
Pasirinkite tinkamą terminio apdorojimo techniką
Atkaitinimo procesas
Streso palengvinimo atkaitinimas, visiškas atkaitinimas ir izoterminis atkaitinimas yra visų rūšių terminis apdorojimas, dažnai naudojamas metaliniuose 3D spausdintuose daiktuose. Pagrindinis streso palengvinimo atkaitinimo tikslas yra atsikratyti bet kokio liekamojo įtempio, kuris liko nuo spausdinimo proceso, ir sustabdyti dalis lenkimo ar sulaužymo, kol jie naudojami. Kai kurie dideli metaliniai 3D atspausdinti konstrukciniai gabalėliai, tokie kaip degimo kameros dujų turbinų dalys, po spausdinimo kartais turi daug liekamųjų įtempių. Tai būdinga energijos įrangai. Gydymas dėl streso mažinimo gali sumažėti likutinė įtampa iki saugaus lygio. Atlikus pilną atkaitą, atspausdinto daikto struktūra gali būti visiškai perkristalinta, o grūdai gali būti homogeniški ir lygiaverčiai. Tai daro medžiagą lankstesnę ir tvirtesnę. Kai kurios lydinio medžiagos gali būti atkaitintos izotermiškai. Laikydamiesi stabilios temperatūros, mikrostruktūra pasikeičia tolygiau ir pagerina medžiagos charakteristikas.
Tirpalo terapija ir senėjimo gydymas
Kietojo tirpalo apdorojimo procedūra apima atspausdintų komponentų šildymą iki labai aukštos temperatūros, kad lydinio elementai galėtų visiškai ištirpinti matricoje. Tada dalys greitai atvėsinamos, kad būtų sukurtas supersantiškas kietas tirpalas. Senėjimo gydymo tikslas yra išlaikyti lydinio elementus supersopresuotame kietajame tirpale žemesnėje temperatūroje, todėl jie sudaro mažytes nuosėdas. Tai daro medžiagą stipresnę ir sunkesnę. Kai 3D spausdinant metalines dalis kosmoso energijos įrangai, pavyzdžiui, lėktuvų varikliams turbinų peiliukai, dažniausiai naudojamas tirpalo apdorojimo ir senėjimo apdorojimo derinys, kad ašmenys būtų stipresni ir geriau galėtų atlaikyti šliaužimą aukštoje temperatūroje.
Gesinimo ir grūdinimo gydymas
Gesinimas yra atspausdintų medžiagų šildymo procesas per tam tikrą temperatūrą, jas prižiūrint tam tikrą laiką, ir tada greitai jas atvėsinkite, kad gautumėte martensitinę struktūrą. Dėl to medžiagos tampa sunkesnės ir stipresnės. Grūdinimas yra medžiagos kaitinimo iki žemesnės temperatūros procesas po gesinimo, kurį laiką laikant ją, o po to atvėsinkite žemyn, kad atsikratytumėte streso nuo gesinimo ir pakeistumėte kietumą bei kietumą. Gesinimas ir grūdinimas yra standartiniai būdai, kaip šildyti metalines 3D spausdintas dalis energijos įrangai, kurios turi būti labai kietos ir atsparios, pavyzdžiui, alyvos gręžimo įrangos įrankių dalys.
Teisingai kontroliuojant terminio apdorojimo parametrus
Šilumos temperatūra
Temperatūra šildymo metu yra vienas kritiškiausių terminio apdorojimo proceso veiksnių. Įvairioms medžiagoms ir šilumos apdorojimo būdams, norint įkaisti, reikia skirtingos temperatūros. Pavyzdžiui, titano lydinio komponentų, pagamintų iš metalo 3D spausdinimo, atkaitinimo stresui mažinimo temperatūra paprastai yra nuo 500 iki 650 laipsnių Celsijaus. Kita vertus, tirpalo apdorojimo temperatūra priklauso nuo lydinio sudėties ir paprastai yra nuo 800 iki 1000 laipsnių Celsijaus. Jei šildymo temperatūra yra per žema, šilumos apdorojimas neveiks taip, kaip planuota. Jei šildymo temperatūra yra per aukšta, medžiaga gali perkaisti, per daug sudeginti ar net turėti sunkumų, tokių kaip grūdų augimas ir eksploatacinių savybių praradimas. Taigi, atsižvelgiant į medžiagos savybes ir terminio apdorojimo poreikius, svarbu atidžiai kontroliuoti šildymo temperatūrą.
Laikas laikyti
Izoliacijos laikas yra tai, kiek laiko atspausdinta medžiaga lieka šilumos temperatūroje. Laikas, praleistas izoliuojant, pakeis kiek ir kiek tolygiai pasikeičia organizacija. Apskritai, jei izoliacijos laikotarpis yra per trumpas, organizacinių pokyčių nepakaks, kad pasiektumėte tikslinį našumą. Jei izoliacijos laikas yra per ilgas, tai gali sukelti grūdų augimą ir sumažinti medžiagos veikimą. Pavyzdžiui, senstant 3D - spausdintoms aliuminio lydinio dalims, laikymo trukmė turi būti kruopščiai valdoma atsižvelgiant į lydinio sudėties ir temperatūros, kuria jis sensta, sudėties, kad būtų kuo geriau ir pasiskirstytų nuosėdos.
Aušinimo greitis
Medžiagos atvėsimo greitis taip pat daro didelę įtaką termiškai. Skirtingiems terminio apdorojimo metodams reikalingi skirtingi aušinimo greičiai. Pvz., Martensitinei struktūrai reikia greitai atvėsti gydymo metu, o struktūra turi lėtai vėsti gydymo metu, kad būtų skatinama perkristalizacija ir homogeniškumas. Kai šiltokite metalo 3D spausdintus elementus, galite valdyti aušinimo greitį pasirinkdami tinkamą aušinimo terpę ir procedūras. Pavyzdžiui, vandens gesinimas gali greitai atvėsinti daiktus, tuo tarpu krosnies aušinimas ar oro aušinimas gali lėčiau atvėsinti daiktus.
Naudojant šiuolaikinę jutimo technologiją, siekiant stebėti procesus ir pamatyti, kaip gerai jie veikia
Matuojant liekamąjį stresą
Vienas iš kritiškiausių dalykų, lemiančių, kaip gerai veikia metalo 3D spausdintos dalys, yra liekamasis stresas. Liekamojo įtempio aptikimo metodai būtina naudoti tokius X - spinduliuotės difrakciją ir neutronų difrakciją, kad būtų galima stebėti atspausdintų medžiagų liekamąjį įtempį realiu laiku skirtinguose terminio apdorojimo taškuose. Liekamojo įtempio pokyčius galima stebėti taip, kad terminio apdorojimo parametrus būtų galima greitai pakeisti, kad įsitikintumėte, jog liekamasis įtempis yra visiškai pašalintas.
Žvelgiant į mikrostruktūrą
Medžiagų savybės grindžiamos jų mikrostruktūra. Mes naudojame metalografinius mikroskopus, skenavimo elektronų mikroskopus ir kitus įrankius, kad apžvelgtume šilumos - apdorotų spausdintų dalių mikrostruktūrą ir pamatytume, kaip grūdai yra dydžio, formos ir paskirstymo. Mikrostruktūros analizė gali būti naudojama norint patikrinti terminio apdorojimo metodų efektyvumą, pamačius, ar audinys yra nuoseklus ir ar yra kokių nors trūkumų.
Mechanikos savybės
Kai reikia išmatuoti metalo 3D atspausdintų objektų kokybę, mechaninės savybės yra gana reikšmingos. Norėdami sužinoti išeigos stiprumą, tempimo stiprumą, pailgėjimą, kietumą ir poveikį šilumos - apdorotų spausdintų dalių tvirtumui, atlikite mechaninius savybių bandymus, tokius kaip tempimo bandymai, kietumo bandymai ir smūgio bandymai. Palyginkite terminio apdorojimo ir po jo atlikimo duomenis, kad pamatytumėte, kaip terminis apdorojimas veikia mechaninių medžiagų mechanines savybes, ir įsitikinkite, kad terminio apdorojimo planas yra prasmingas.
Kaip optimizuoti terminį apdorojimą metaliniame 3D energijos įrangos spausdinime?
Jul 22, 2025
Siųsti užklausą