1, Porų problemų priežastys ir rezultatai
Vienas iš dažniausiai pasitaikančių metalinių 3D spausdintų detalių defektų, poros labai veikia aviacijos ir kosmoso dalių mechanines charakteristikas. Poros susidaro sudėtingai, daugiausia susijusios su žaliavomis ir lazerio aktyvumu.
Žaliavos paprastai turi poras iš metalo milteliuose sulaikytų dujų ir apsauginės aplinkos mašinose. Metalo milteliai greitai išsilydo ir sukietėja metalo 3D spausdinimo procese, o dėl stiprių lydymosi baseino svyravimų dujos gali ne visiškai išeiti, todėl susidaro poros. Paprastai šios skylės yra sferinės arba elipsės formos, jos labai paveikia komponento mechanines charakteristikas dėl dydžio, kiekio, formos ir orientacijos.
Lazerio veikimo sukurtos poros yra glaudžiai susijusios su proceso parametrais. Jei lazerio sukepinimo proceso metu įvesties energija yra per didelė arba per maža, gali susidaryti poros. Skystas metalas purslai ant neištirpusių metalo miltelių, kai energija yra per didelė, susidaro purslai ir poros; Kai energija yra per maža, metalo milteliai nėra visiškai išsilydę, todėl susidaro netinkamas tarpsluoksnių sukibimas ir susidaro poros.
Aviacijos ir kosmoso komponentų nuovargio tarnavimo laikas ir atsparumas tempimui gali labai sumažėti dėl porų. Ypač su paviršiumi{1}}susijusios poros turi didelę įtaką gaminamų komponentų nuovargiui. Be to, komponentų mikrostruktūrą ir mechanines savybes gali įtakoti poros, todėl nevienodos medžiagos savybės gali turėti įtakos bendram komponentų veikimui.
2, Įtrūkimų priežastys ir pasekmės
Kitas tipiškas metalo 3D spausdinimo proceso trūkumas yra įtrūkimai, kurie rimtai kenkia aviacijos ir kosmoso dalių patikimumui ir saugai. Temperatūros pasiskirstymas, liekamasis įtempis ir netinkamas susiliejimas turi įtakos įtrūkimų susidarymui.
Didelis temperatūrų skirtumas tarp išlydyto baseino ir sukietėjusio metalo metalo 3D spausdinimo procese sukelia didelius išlydyto baseino iškraipymus. Tačiau dėl mažo skysčio sklandumo jis negali kompensuoti iškraipymo, kurį sukelia išsilydęs baseinas, todėl susidaro kietėjimo plyšiai. Be to, kai kurios lydymosi zonos, susijusios su suskystinimo diapazonu, grūdelių struktūra, terminiu pailgėjimu, metalo susitraukimu ir uždarymu, taip pat gali turėti suskystinimo lūžių.
Orlaivio komponentų stiprumą ir ilgaamžiškumą gali labai pakeisti įtrūkimai. Ypač esant ciklinei apkrovai, kai įtrūkimai plinta ir galiausiai sukelia komponentų lūžimą, įtrūkimai yra viena iš pagrindinių nuovargio gedimo priežasčių. Be to, komponentų įtempių pasiskirstymui įtakos gali turėti įtrūkimai, dėl kurių susidaro įtempių koncentracija ir greitas komponentų nuovargis.
3, Reagavimo strategija
Šie metodai padeda išspręsti metalo 3D spausdinimo poringumo ir įtrūkimų problemas:
Maksimalus proceso parametrų padidinimas: galima efektyviai reguliuoti porų ir įtrūkimų susidarymą keičiant proceso parametrus, tokius kaip lazerio galia, skenavimo greitis ir miltelių sluoksnio storis. Tinkami proceso parametrai padeda užtikrinti pakankamą metalo miltelių lydymąsi ir kietėjimą, taip užkertant kelią įtrūkimų ir porų susidarymui.
Pasirinkus aukščiausios kokybės metalo miltelius, siekiant sumažinti žaliavų poringumą ir priemaišas, pagerės komponentų kokybė. Išankstinis metalo miltelių apdorojimas-, pvz., džiovinimas ir sijojimas-, taip pat gali padėti milteliams tapti skystesniais ir vienalytesne, todėl sumažėja porų susidarymas.
Po{0}}apdorojimo procesas: poras ir įtrūkimų dydį galima dar labiau sumažinti taikant po-apdorojimo procedūras, įskaitant mechaninį apdorojimą, terminį apdorojimą ir poliravimą. Ypač karšto izostatinio presavimo (HIP) apdorojimas gali žymiai sumažinti vidinius trūkumus ir pagerinti medžiagos nuovargį.
Pagrindo išankstinio pašildymo ir aušinimo greičio kontrolė: Be to, galutinio gaminio gedimų turinys turi įtakos pagrindo išankstiniam pašildymui viso spausdinimo proceso metu ir tam tikros temperatūros palaikymui bei tinkamo aušinimo tempo palaikymui. Sumažinus liekamąsias deformacijas ir taip sumažinant temperatūros gradientus, pagrindo išankstinis pašildymas gali padėti išvengti įtrūkimų.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/additive-manufacturing-racing-radiator.html