Imaju li različita područja iste potrebe za doradom metalnih 3D ispisa?

1. Aerospace: Najbolja izvedba i sposobnost prilagodbe ekstremnim okruženjima
Sektor zrakoplova ima vrlo zahtjevne standarde za metalne 3D tiskane dijelove. Ukratko, ti dijelovi moraju biti jaki, sposobni podnijeti visoke temperature, pouzdani i lagani. Na primjer, lopatice turbine zrakoplovnog motora moraju raditi na temperaturama iznad 1000 stupnjeva i održavati centrifugalne sile od desetaka tisuća okretaja u minuti. Također moraju biti 30% do 50% lakši od standardnih odljevaka. Ovo vrlo teško radno okruženje postavlja tri glavna zahtjeva za naknadnu-obradu:

Kontrola mikrostrukture: korištenje vrućeg izostatičkog prešanja (HIP) za uklanjanje unutarnjih pora i postizanje gustoće materijala blizu 100%. Određena zrakoplovna tvrtka koristi HIP-tretirane 3D tiskane lopatice od legure titana. Ove oštrice traju pet puta dulje od netretiranih dijelova i 92% su jače od kovanih dijelova.
Uklanjanje zaostalog naprezanja: zaostalo naprezanje od procesa laserskog selektivnog taljenja (SLM) može iznositi čak 60% granice tečenja materijala. Potrebno je žarenje naprezanja (držanje na 550 stupnjeva 4 sata) kako bi se razina naprezanja spustila na sigurnu razinu. Nakon ovog tretmana, nosiva-struktura određenog svemirskog broda mogla je promijeniti oblik od 3,2 mm do unutar 0,1 mm.
Kontrola integriteta površine: Elektrolitičko poliranje smanjuje hrapavost površine s Ra12,5 μm na Ra0,4 μm i stvara pasivni sloj debljine 1-2 μm. Zbog toga test slanog spreja traje od 200 do 2000 sati i proizvod čini sigurnim za korištenje u morskom okruženju.
2, Medicinski implantati: biokompatibilnost i individualizirana prilagodba
Medicinski posao treba metalne 3D tiskane dijelove koji su sigurni za živa bića i mogu se koristiti na mnogo različitih načina. Glavni problem je osigurati da se "funkcija strukture materijala" podudara tri puta. Na primjer, prilagođena proteza zgloba kuka mora zadovoljiti sljedeće parametre za naknadnu-obradu:

Površinska biološka aktivacija: Sloj poroznog oksida debljine 20 μm stvara se na površini legure titana pomoću mikrolučne oksidacije. Poroznost se održava između 30% i 40%, a veličina pora je između 50 i 100 μm, što je slično strukturi trabekula ljudske kosti. Kliničko ispitivanje pokazalo je da ova površinska obrada može povećati tempo integracije kosti za 40%, postižući stopu stabilnosti proteze od 98,7% šest mjeseci nakon-operacije.
Tretman koji ne koristi magnete: Da bi nuklearna magnetska rezonancija radila, rezidualni magnetizam materijala mora biti manji od 5nT, a razlika u orijentaciji magnetske domene koja se događa tijekom ispisa mora se ukloniti tretmanom čvrstom otopinom (izolacija od 850 stupnjeva tijekom 2 sata i gašenje vodom). Nakon ove terapije, područje slikovnih artefakata uzrokovanih specifičnim srčanim stentom u 3T MRI stroju smanjilo se za 82%.
Kontrola veličine koja je jedinstvena za vas: centar za obradu s pet-osnim polugama brusi spojnu površinu do veličine s preciznošću od ± 0,02 mm. Korištenjem obrnutog inženjeringa za skeniranje CT podataka pacijenta, 3D ispisa i CNC precizne strojne obrade, prilagođeni implantat za popravak lubanje odgovara 99,3% mjesta oštećenja.
3. Izrada automobila: balansiranje težine i cijene
U automobilskom sektoru postoji "polarizirana" potreba za metalnim 3D tiskanim dijelovima. Vrhunski-modeli žele najbolju izvedbu, dok jeftini-modeli žele smanjiti troškove. Ovaj jedinstveni zahtjev tjera tehnologiju post{5}}obrade da se mijenja na dva načina:

Obrada-komponenti visokih performansi: kućište motora novog energetskog vozila izrađeno je od 3D tiskane aluminijske legure. T6 toplinska obrada (kruta otopina 530 stupnjeva + umjetno starenje 170 stupnjeva) podiže vlačnu čvrstoću s 280 MPa na 380 MPa. Toplinska vodljivost je također poboljšana sa 120 W/(m · K) na 180 W/(m · K) kako bi se ispunile potrebe IGBT modula za odvođenje topline.
Obrada ekonomskih komponenti: Specifični ekonomski model koristi 3D ispisane nosače od nehrđajućeg čelika, s površinskom hrapavošću smanjenom s Ra10 μm na Ra3,2 μm putem tretmana pjeskarenjem pomoću Al2O3 čestica pijeska veličine 80 oka. Istodobno se stvara sloj tlačnog naprezanja debljine 0,5 μm, koji produljuje vijek trajanja od 50.000 do 200.000 ciklusa, zadovoljavajući kriterije uporabe od 10 godina.
Optimiziranje serijske proizvodnje: SLM uređaj s više-laserskom glavom ispisuje specifično tijelo prijenosnog ventila, a mrežni laserski interferometar provjerava kvalitetu međuslojnog spajanja u stvarnom vremenu. Uz pomoć automatiziranog tretmana shot peening (staklene perle, veličina čestica 220 mesh), vrijeme post-obrade jednog komada skraćuje se s 45 minuta na 12 minuta, što je dovoljno vremena za izradu 500.000 komada godišnje.
4. Energetska oprema: zajamčen dug život i otpornost na koroziju
Metalni 3D tiskani dijelovi moraju biti u stanju podnijeti vrlo teške uvjete, poput visokih temperatura, visokog pritiska i značajne korozije. To vrijedi za sektore nuklearne energije, petrokemije i druge. Specifični podmorski ventil za naftu i plin izgrađen je od legure na bazi nikla-koja je 3D ispisana. Njegov sustav naknadne-obrade uključuje:

Čišćenje pomoću superkritičnih tekućina: korištenjem tekućeg CO2 za uklanjanje ostataka praha u unutarnjem kanalu protoka, ova je metoda osam puta učinkovitija od tipičnog ultrazvučnog čišćenja, a veličina preostalih čestica održava se ispod 10 μm.
Gradijentna toplinska obrada: segmentiranim kaljenjem (kaljenje u vodi od 1050 stupnjeva + 760 stupnjeva kaljenje u ulju), na površini materijala formira se martenzitni sloj debljine 1 mm, dok se struktura austenita zadržava u jezgri. Zbog toga udarna žilavost ventila ide od 20J do 120J pri uvjetima niske temperature od -46 stupnjeva.
Tehnologija kompozitnog premaza: Prvo, plazma raspršivanje stvara keramički sloj Al2O3-13% TiO2 debljine 0,3 mm. Zatim, lasersko oblaganje dodaje sloj legure NiCrBSi debljine 0,1 mm. Time se smanjuje stopa korozije ventila s 0,02 mm/godina na 0,001 mm/godina u 5% otopini NaCl.