Prieš aptardami streso mažinimą, pirmiausia supraskime, kas yra liekamasis stresas.
Kas yra liekamasis stresas?
Liekamoji įtampa yra įtampa, kuri egzistuoja objekte, kad išlaikytų pusiausvyrą, kai jo neveikia joks išorinis veiksnys. Gamybos proceso metu dalys bus paveiktos įvairių veiksnių, tokių kaip procesai. Išnykus šiems veiksniams, jei aukščiau minėtų poveikių ir poveikių komponentams visiškai pašalinti nepavyksta, komponentams vis tiek išlieka tam tikras poveikis ir įtaka. Šio likučio poveikis ir įtaka yra liekamasis įtempis.
Energetinio darbo požiūriu, kai išorinė jėga sukelia plastinę objekto deformaciją, ji sukels vidinę objekto deformaciją, taip sukaupdama dalį energijos; pašalinus išorinę jėgą, išsilaisvins energija, kurios vidinis įtempių pasiskirstymas yra netolygus. Jei objekto trapumas mažas, tada objektas deformuosis lėtai, o jei trapumas didelis, susidarys įtrūkimai.
Liekamasis įtempis yra labai dažnas mechaninėje gamyboje, o liekamasis įtempis dažnai susidaro įvairiuose procesuose. Tačiau iš esmės mechanizmus, kurie sukuria liekamąjį įtampą, galima suskirstyti į tris kategorijas:
Pirmoji kategorija – netolygi plastinė deformacija;
Antroji kategorija, netolygi temperatūros pokyčiai;
Trečioji kategorija – nehomogeniški struktūriniai pokyčiai (faziniai perėjimai).
Liekamojo streso pavojai
Iš liekamųjų įtempių klasifikacijos matyti, kad dėl liekamojo įtempio objektas lėtai deformuosis, dėl to pasikeis objekto dydis, dėl to apdirbamos dalys bus nekvalifikuotos. Tuo pačiu metu jis taip pat turi labai didelę įtaką jo atsparumui nuovargiui, atsparumui korozijai, matmenų stabilumui ir tarnavimo laikui.
Kaip pašalinti liekamąjį įtampą yra svarbus priedų gamybos iššūkis
Liekamasis įtempis taip pat yra vienas iš svarbiausių priedų gamybos iššūkių, o kai kuriais atvejais liekamasis įtempis gali taip stipriai paveikti spausdintą dalį, kad sulenkia visą konstrukcijos platformą, atskiria dalį nuo konstravimo platformos arba įtrūksta pati dalis. Tai viena iš priežasčių, kodėl prie papildomai gaminamų dalių dažnai reikia pridėti atraminių konstrukcijų. Tik po to, kai šie liekamieji įtempiai ir įtempių koncentracijos pašalinamos termiškai apdorojant, dalis gali būti pašalinta iš formavimo platformos.
Šiuo metu tradiciniai gamybos pašalinimo metodai apima keturis būdus: terminį apdorojimą, statinės apkrovos presavimą, vibracinį senėjimą ir mechaninį apdorojimą. Dėl priedų gamybos techninių charakteristikų, kurias galima formuoti be formų, galima apsvarstyti topologijos optimizavimą, kad būtų galima įveikti liekamąjį įtempį projektuojant pačią dalį. Pavyzdžiui, sumažinti plotus su netolygiu storiu ir kiek įmanoma vengti didelių skerspjūvio pokyčių; arba 3D spausdinimo įrangos pašildymo formavimo platformos ir kaitinimo formavimo kameros projektavimas gali veiksmingai sumažinti liekamojo įtempio poveikį. Tačiau šiame etape, kaip pagerinti liekamojo įtempio pasiskirstymą, dar priklauso nuo dizainerio patirties, todėl kai kurių liekamųjų įtempių išvengti nepavyks.
Liekamasis įtempis yra įtempis, kuris išlieka kietoje medžiagoje pašalinus visus įtempį sukeliančius veiksnius. Tie patys mechanizmai, kurie gali sukurti liekamąjį įtempį tradicinėje mechaninėje gamyboje, taikomi priedų gamybai. Suprojektuotose ir atspausdintose konstrukcinėse dalyse netikėtas arba nekontroliuojamas liekamasis įtempis gali sukelti priešlaikinį dalies gedimą. Ypač svarbu efektyviai įveikti liekamąjį įtempimą gaminant dalis.
Programinė įranga, skirta sumažinti stresą 3D spausdinimo metu
Vidaus pačių sukurta UPrise3D pjaustymo programinė įranga sukūrė streso mažinimo funkciją. Įjungus šią funkciją, spausdinimo būdas ir kelias automatiškai suplanuojami pagal skirtingas įtempių mažinimo dalies modelio struktūras, kad būtų sumažintas liekamojo įtempio kaupimasis. Spausdinimo procese gali būti įgyvendinta modelio deformacijos kontrolė sukepinimo etape.
Toliau pateikiamas spausdinimo atvejų su įtempimo mažinimo funkcija, įjungta spausdinant, ir be jos:
Iš konstrukcinių dalių matyti, kad įjungus įtempių mažinimo funkciją, po sukepinimo kampo nuokrypio iš esmės nėra. Konstrukcinėms dalims be įtempių mažinimo funkcijos akivaizdi deformacija gali būti matoma intuityviai, o kampo nuokrypis yra palyginti didelis.
Kai kuriuose plonasieniuose modeliuose po sukepinimo gali atsirasti deformacijų dėl įtempių kaupimosi spausdinimo kryptimi. Palyginus šias dvi plonasienių mėginių grupes, matyti, kad įjungus įtempių mažinimo funkciją, sukepintas produktas akivaizdžiai yra
Streso mažinimas yra labai svarbus 3D spausdinime, į šį veiksnį atsižvelgsime spausdindami, todėl mūsų spausdinamos dalys yra 99 procentais stabilios, nelengva deformuotis, susisukti ir pan.