Sebagai pembekal model keluli tahan karat bercetak SLM 3D, saya telah menyaksikan sendiri cabaran yang datang dengan menguruskan tekanan dalaman di bahagian ini. Selective Laser Melting (SLM) ialah teknologi berkuasa yang membolehkan penciptaan komponen keluli tahan karat yang kompleks dan berkekuatan tinggi. Walau bagaimanapun, kitaran pemanasan dan penyejukan yang cepat semasa proses pencetakan sering membawa kepada perkembangan tegasan dalaman, yang boleh menyebabkan meledingkan, retak dan mengurangkan sifat mekanikal. Dalam blog ini, saya akan berkongsi beberapa strategi berkesan untuk mengurangkan tekanan dalaman ini dalam model keluli tahan karat bercetak 3D SLM.
Memahami Sumber Tekanan Dalaman
Sebelum kita boleh menangani isu tekanan dalaman, adalah penting untuk memahami dari mana ia datang. Semasa proses SLM, pancaran laser tenaga tinggi mencairkan lapisan nipis serbuk keluli tahan karat. Apabila laser bergerak melintasi lapisan serbuk, logam cair dengan cepat menjadi pejal. Perbezaan suhu antara kawasan cair dan pepejal mewujudkan kecerunan terma, yang seterusnya menjana tegasan dalaman.
Tegasan ini boleh dikelaskan kepada dua jenis utama: tegasan sisa dan tegasan terma. Tegasan sisa dikunci ke dalam bahan selepas proses pencetakan selesai, manakala tegasan terma berlaku semasa kitaran pemanasan dan penyejukan. Kedua-dua jenis boleh memberi kesan yang ketara ke atas kualiti dan prestasi bahagian yang dicetak.
Strategi Pra Percetakan
Pemilihan Bahan
Pemilihan serbuk keluli tahan karat boleh memberi kesan yang mendalam pada tahap tegasan dalaman di bahagian bercetak. Gred keluli tahan karat yang berbeza mempunyai sifat terma yang berbeza, seperti pekali pengembangan haba. Memilih serbuk dengan pekali pengembangan haba yang lebih rendah boleh membantu mengurangkan tegasan haba yang dijana semasa proses pencetakan.
Sebagai contoh, keluli tahan karat austenit seperti 316L sering digunakan dalam SLM kerana rintangan kakisan yang baik dan pengembangan haba yang agak rendah. Ini menjadikan mereka kurang terdedah kepada meledingkan dan retak berbanding gred lain.
Pengoptimuman Reka Bentuk
Reka bentuk bahagian memainkan peranan penting dalam menguruskan tekanan dalaman. Geometri kompleks dengan bucu tajam dan dinding nipis lebih berkemungkinan menghasilkan kepekatan tegasan yang tinggi. Dengan mengoptimumkan reka bentuk, kami boleh mengurangkan kepekatan tekanan ini dan meningkatkan kualiti keseluruhan bahagian bercetak.
Satu pendekatan ialah menggunakan bucu bulat dan bukannya yang tajam. Sudut bulat mengedarkan tegasan dengan lebih sekata, mengurangkan kemungkinan retak. Selain itu, menambah struktur sokongan boleh membantu menambat bahagian semasa proses pencetakan dan mengelakkan meledingkan. Walau bagaimanapun, adalah penting untuk mereka bentuk struktur sokongan ini dengan cara yang meminimumkan kesannya pada bahagian akhir.
Pra - Memanaskan Plat Binaan
Pra-memanaskan plat binaan ialah cara yang berkesan untuk mengurangkan kecerunan terma antara bahagian bercetak dan plat binaan. Dengan pra-memanaskan plat binaan pada suhu yang sesuai, kita boleh memperlahankan kadar penyejukan bahagian yang dicetak, mengurangkan tegasan haba.
Kebanyakan mesin SLM membenarkan plat binaan dipanaskan terlebih dahulu kepada suhu sekitar 100 - 200°C. Langkah pra-pemanasan ini boleh meningkatkan dengan ketara lekatan bahagian pada plat binaan dan mengurangkan risiko meledingkan.
Dalam - Strategi Percetakan
Pengoptimuman Parameter Laser
Parameter laser, seperti kuasa laser, kelajuan imbasan, dan jarak penetasan, mempunyai kesan langsung pada tahap tegasan dalaman dalam bahagian yang dicetak. Dengan mengoptimumkan parameter ini, kita boleh mengawal input haba dan kadar penyejukan, dengan itu mengurangkan tegasan haba.
Sebagai contoh, meningkatkan kuasa laser boleh meningkatkan kedalaman lebur dan meningkatkan ketumpatan bahagian yang dicetak. Walau bagaimanapun, kuasa laser yang terlalu tinggi juga boleh membawa kepada input haba yang berlebihan dan peningkatan tegasan haba. Sebaliknya, meningkatkan kelajuan imbasan boleh mengurangkan input haba, tetapi ia juga boleh mengakibatkan pencairan yang tidak lengkap. Oleh itu, mencari keseimbangan parameter laser yang betul adalah penting.
Strategi Imbasan
Strategi imbasan yang digunakan semasa proses pencetakan juga boleh menjejaskan taburan tegasan dalaman. Strategi imbasan yang berbeza, seperti imbasan raster, imbasan pulau dan imbasan kontur, boleh digunakan untuk mengawal pengagihan haba dan mengurangkan kecerunan terma.
Sebagai contoh, pengimbasan pulau melibatkan pembahagian kawasan binaan kepada pulau-pulau yang lebih kecil dan mengimbas setiap pulau secara berasingan. Ini boleh membantu mengurangkan pengumpulan haba dalam satu kawasan dan meminimumkan tegasan haba.
Strategi Percetakan Pasca
Rawatan Haba
Rawatan haba adalah salah satu cara paling berkesan untuk melegakan tekanan dalaman dalam model keluli tahan karat bercetak 3D SLM. Dengan memanaskan bahagian yang dicetak pada suhu tertentu dan menahannya untuk tempoh masa tertentu, kami boleh membenarkan bahan itu mengendur dan mengurangkan tekanan sisa.
Terdapat pelbagai jenis rawatan haba, seperti penyepuhlindapan, pelepasan tekanan dan rawatan penyelesaian. Penyepuhlindapan melibatkan pemanasan bahagian pada suhu tinggi dan kemudian perlahan-lahan menyejukkannya. Proses ini boleh meningkatkan kemuluran dan mengurangkan kekerasan bahan. Melegakan tekanan, sebaliknya, adalah rawatan haba suhu yang lebih rendah yang digunakan terutamanya untuk mengurangkan tegasan sisa tanpa mengubah sifat bahan dengan ketara.
Pemesinan dan Kemasan
Selepas rawatan haba, operasi pemesinan dan kemasan boleh dijalankan untuk meningkatkan lagi kualiti permukaan dan ketepatan dimensi bahagian yang dicetak. Pemesinan juga boleh membantu menghilangkan sebarang kecacatan permukaan dan mengurangkan kepekatan tegasan.
Walau bagaimanapun, adalah penting untuk ambil perhatian bahawa pemesinan juga boleh memperkenalkan tegasan baharu ke dalam bahagian tersebut. Oleh itu, adalah perlu untuk menggunakan parameter dan teknik pemesinan yang sesuai untuk meminimumkan kesan ke atas tahap tegasan dalaman.
Kesimpulan
Mengurangkan tekanan dalaman dalam model keluli tahan karat bercetak SLM 3D adalah tugas yang kompleks tetapi boleh dicapai. Dengan melaksanakan gabungan strategi pracetak, dalam pencetakan dan pasca pencetakan, kami boleh menguruskan tahap tekanan dalaman dengan berkesan dan meningkatkan kualiti dan prestasi bahagian yang dicetak.
Jika anda berminat dengan kamiPercetakan 3D SLA untuk Bahagian Perubatan,Bahagian Model Cetakan 3DatauBahagian Percetakan 3D Nylon SLS, atau jika anda mempunyai sebarang soalan tentang mengurangkan tekanan dalaman dalam model keluli tahan karat bercetak SLM 3D, sila hubungi kami untuk perbincangan perolehan. Kami berada di sini untuk memberikan anda penyelesaian dan sokongan pencetakan 3D berkualiti tinggi.
Rujukan
- Gu, D., Shen, Y., & Ding, Y. (2012). Pencairan laser terpilih bagi logam biokompatibel untuk pembuatan pantas bahagian perubatan. Ulasan Bahan Antarabangsa, 57(3), 133 - 164.
- Kruth, JP, Leu, MC, & Nakagawa, T. (2007). Kemajuan dalam pembuatan bahan tambahan dan prototaip pantas. CIRP Annals - Teknologi Pembuatan, 56(2), 525 - 546.
- Yadroitsev, I., Bertrand, P., & Smurov, I. (2010). Pengaruh strategi pengimbasan laser terhadap tegasan sisa dalam peleburan laser terpilih. Jurnal Teknologi Pemprosesan Bahan, 210(12), 1695 - 1702.
