Ar dalimis reikia terminio apdorojimo pagerinimo, kai spausdinimas bus baigtas?

一, techninis principas: kaip keičiasi šilumos apdorojimas
Ypatingas būdas sukurti 3D spausdintus daiktus yra tai, kas sukelia jų našumo problemas. Pavyzdžiui, naudojant metalinio lazerinio miltelių lovos tirpimo (L -} pBF) metodą, lazerio spindulys greitai nuskaito miltelių lovą, todėl medžiaga peržengia sunkius tirpimo ir kietėjimo temperatūros ciklus. Tai sukelia šias problemas:
Liekamojo įtempio kaupimasis: greitas aušinimas sukuria temperatūros gradientą, kuris sukelia tempimo įtempį. Dėl to jis gali sulenkti ar net sudužti.
Mikrostruktūros defektai: Maži ekvivalentiniai grūdai turi daug dislokacijų ir porų, dėl kurių medžiaga yra silpnesnė ir ne tokia tvirta.
Našumo anizotropija: ryšio tarp sluoksnių stiprumas yra mažesnis nei pačios medžiagos, kuri sutrumpina dalių nuovargio tarnavimo laiką.
Tvarkydamas tokius dalykus kaip temperatūra, laikas ir aplinka, terminis apdorojimas atsargiai kontroliuoja spausdintų daiktų mikrostruktūrą. Specifinį mechanizmą sudaro:
Atkaitinimas, siekiant palengvinti įtempį: izoliacija Žemiau medžiagos perkristalinimo temperatūros, kad likusi įtempimas būtų ištremtas per šliaužimo mechanizmą. Pvz., Jei po spausdinimo atkaitindami aviacijos variklio ašmenis, esant 650 laipsnių, galite sumažinti liekamąjį stresą daugiau nei 80% ir išlaikyti deformaciją per 0,1 mm.
Grūdų augimas ir perkristalizacija: Naudojant kryptinę perkristalinimo technologiją, mažyčiai grūdai paverčiami stulpeliniais kristalais, kurie atitinka pagrindinę įtempių ašį. Tai daro medžiagą kur kas atsparesnę šliaužiant. Nikeliame -, pagrįstas aukštu - temperatūros lydinio spausdinimu, MIT komanda patraukė 2,5 mm/h greičiu per karštą 1235 laipsnio zoną. Tai padidino grūdų dydį trimis laipsniais ir perpjauna šliaužimo greitį per pusę.
Karštas izostatinis presavimas (HIP) yra tankinimo gydymas, kuris atsikrato interjero porų keičiant medžiagos formą esant aukštam slėgiui (100–150 MPa) ir aukštai temperatūrai (1000–1200 laipsnių). „Siemens“ energija sumažino dujų turbinos ašmenų poringumą nuo 0,8% iki 0,02% ir trigubai padidino jų nuovargio tarnavimo laiką po klubo gydymo.
2, paklausa pramonėje: aukšta - galūnė gamyba labai priklauso nuo terminio apdorojimo gerinimo.
1. Aviacijos ir kosmoso lauke yra dvi problemos: našumas ir svoris.
Turbinų ašmenys orlaivių varikliuose turi sugebėti sutvarkyti daugiau nei 100MPa stresą, esant 1300 laipsnių temperatūrai. Tradiciniai liejiniai peiliukai naudoja nukreiptą kietėjimo technologiją, kad sureguliuotų grūdų orientaciją . 3 D spausdintus peiliukus, kita vertus, reikia būti termiškai apdoroti, kad būtų galima padaryti tą patį. GE naudojo L - PBF technologiją, kad atspausdintų „Leap“ variklio degalų antgalis. Tai optimizuoja „fazės“ kritulius per kietą tirpalą ir apdorojant senėjimą, o tai sumažina svorį 25% ir padidina atsparumą temperatūrai iki 1100 laipsnių.
2. Energijos įrangos laukas: patikimumo standartai labai atšiauriomis sąlygomis
Daugiau nei 20 metų garų generatoriaus šilumos perdavimo vamzdžiai ypač superkritiniuose šiluminės galios vienetuose turi veikti esant 620 laipsnių ir 31 MPa. Norint sutvarkyti oksido plėvelę ir neišsamius suliejimo gedimus tarp atspausdintų sluoksnių, reikia kaitinami 3D spausdintus gabalus. Vietinė įmonė naudoja vakuuminį atkaitinimo ir paviršiaus aliuminio infiltracijos apdorojimą, kad pagamintų GH1333 lydinio šilumos perdavimo vamzdelius, kurie yra pakankamai stiprūs, kad viršytų branduolinės energijos saugos taisykles (120MPa).
3. Medicininių implantų srityje turi būti pusiausvyra tarp biologinio suderinamumo ir mechaninio suderinamumo.
Norint sumažinti įtempių ekrano poveikį, titano lydinio ortopedijos implantai turi turėti tinkamą stiprumo ir elastinio modulio derinį. 3D atspausdinto klubo sąnario protezo elastinis modulis gali būti sumažintas nuo 110GPa iki 80GPa, kontroliuojant + dvigubą audinį su termiškai apdorojant. Tai yra arčiau žmogaus žievės kaulo elastingo modulio (10-30GPA).
3, dažnas pavyzdys: terminio apdorojimo naudojimas norint pagerinti industrializaciją
1 pavyzdys: Dujų turbinų ašmenų naudojimas pramonėje
„Siemens Energy“ naudoja L - PBF technologiją, skirtą spausdinti SGT-8000H dujų turbinos ašmenis. Jie taiko šiuos terminio apdorojimo metodus, kad pagerintų našumą:
Gydymas tirpalu: 4 valandas palaikykite 1150 laipsnių laipsnį, kad ištirpintumėte fazę ir palengvintumėte liekamąjį spausdinimo įtempį.
Laiko apdorojimas: palaikykite 850 laipsnių 16 valandų, kad padarytumėte matricą su nano - skalės 'faze.
Klubo gydymas: tankinimas esant 1200 laipsnių /150 MPa, kad atsikratytumėte trūkumų viduje.
Po bandymo apdorotos peiliukai yra aukštai - temperatūros ištvermės stiprumas padidėjo 40%, o jų šliaužimo greitis sumažėjo 60%. Jie išlaikė 5000 valandų lygiaverčio gyvenimo testą.
2 atvejis: Apduotų branduolinių reaktorių apvalkalo vamzdžių veikimo patikrinimas
Kinijos mokslų akademijos metalo tyrimų institutas padarė 3D - atspausdintus GH1333 lydinio dangos vamzdelius, kurie patenkina greitų reaktorių, naudojančių natrio, poreikius juos atvėsinti.
Perkristalizacija tam tikra kryptimi: Norėdami sukurti stulpelio kristalų struktūrą, per 1250 laipsnių šildomą zoną eikite 5 mm/min.
Oksidacija Apsauginė danga: Po terminio apdorojimo purškite CR3C2 NICR dangą. Tai sumažina atsparumo oksidacijos greičiui 90% garo aplinkoje 600 laipsnių.
Apduoto vamzdžio antigavimo savybės imituojamomis avarijos sąlygomis padidėja 20%, palyginti su tipiniais išspaustais vamzdeliais, užtikrinant esminę technologinę paramą ketvirtosios kartos atominės energijos įrangos lokalizavimui.