Hur undviker man att skada ytan på delarna under stödprocessen?

一, För att säkerhetskopiera processens möjliga skademekanism
1. Skador på grund av mekanisk spänning
Buckor och repor: När typiska slipskivor eller stålborstar tar av stöden, kan hårda partiklar lämna repor på ytan av delar, särskilt på ömtåliga material som titanlegeringar och koboltkromlegeringar.

Deformation och sprickbildning: Vid fräsning eller svarvning kan spänningar byggas upp vid den punkt där stödet möter detaljen. Detta kan ge lokal deformation och till och med mikrosprickor, som i områden med tunna väggar eller fribärande balkar.
2. Problem i den-värmepåverkade zonen (HAZ)
Skärning med laser: När du skär stöd kan laserstrålar med hög-energi göra att delar blir för varma i vissa områden. Detta kan leda till ytoxidation, förändringar i hårdhet eller kornförgrovning (som med Inconel 718 hög-temperaturlegering).
Elektrisk urladdningsbearbetning (EDM): Urladdningen skapar en mycket hög temperatur (upp till 8000–12000 grader) som kan smälta om ytskiktet och höja restspänningen.
3. Möjligheten för kemisk förorening
Frätande ämne: När kemisk etsning används för att ta bort stödet kan om inte koncentrationen av lösningen kontrolleras korrekt göra att delens yta korroderar jämnt eller utvecklar gropar (som när aluminiumlegering reagerar med sur lösning).
Korskontaminering: När stödmaterial (som rostfritt stål) blandas med komponentmaterial (som titanlegering) för återvinning, kan föroreningar komma in i blandningen och förändra materialens egenskaper.
2, Processoptimering: full kontroll över processen från design till bearbetning
1. Förbättra utformningen av den bärande strukturen
Gör kontaktytan mindre: För att minska den mekaniska kraften när du tar av stödet, använd punktstöd eller linstöd istället för ytstöd. Till exempel kan stöddesignen för medicinska implantat, som acetabulära koppar, göra kontaktdiametern mindre än 0,5 mm.
Design som är lätt att bryta: Gör svaga punkter i anslutningen mellan stödet och delarna, som V-formade spår eller för-borrade hål, för att göra det lättare att bryta dem för hand eller skära dem med lågt tryck senare.
Lösligt stödmaterial: För komplicerade inre strukturer används vatten-lösliga eller varm-smälta stödmaterial som polyvinylalkohol (PVA). Dessa material avlägsnas genom att lösa upp eller värma dem för att undvika mekanisk kontakt.
2. Exakt kontroll av bearbetningsparametrar
Kapning med låg stress:
Skärtråd (WEDM): Använder parametrar med en pulsbredd på mindre än 10 μs och en toppström på mindre än 5A för att hålla värmetillförseln låg och stoppa ytan från att smälta igen.
Vattenstråleskärning: För att skära kallt och undvika termiska stötar hålls trycket mellan 200 och 400 MPa. Detta görs med rent vatten eller en vattenstråle med slipmedel som granat tillsatt.
Skiktfräsning: För tjocka stödsystem, en skiktfräsningsteknik med kort skärdjup (<0.2mm) and a high feed rate (>500 mm/min) används för att sprida ut skärkraften och minska risken för deformation.
3. Tillämpning av många processer tillsammans
Lasermekaniskt kompositstöd: Använd först en låg-laser (mindre än 100 W) för att smälta kopplingen mellan delen och stödet. Använd sedan handverktyg för att bryta den för att minska den mekaniska belastningen. GE Additives Concept Laser M2-maskin, till exempel, använder denna teknik för att arbeta med titanlegeringsdelar.
Kemisk mekanisk synergistisk behandling: För delar gjorda av aluminiumlegering, använd först en alkalisk lösning (som NaOH) för att lösa upp en del av underlaget. Sedan, för att undvika repor, polera resten av strukturen med en mjuk putsduk (som nylon).
3, Välja verktyg och material: Barriär för skydd av ytan
1. Verktyg som inte rör
Stöd för ultraljud: Använder hög-vibrationer (20–40 kHz) för att bryta ner stödstrukturen, vilket är bra för precisionsdelar som mikrokanalsystem. Till exempel kan Sonic Mills ultraljudsstödsystem hålla stöd som är mindre än 1 mm i diameter.
Plasmaetsning är processen att selektivt avlägsna stödmaterial med låg-temperaturplasma, som Ar/O2 blandad gas, för att hindra dem från att vidröra varandra. Detta tillvägagångssätt har använts för stöd av koboltkromlegeringar som inte har något stöd, med en ytråhet på Ra<0.8 μm.
2. Verktyg som är mjuka eller böjbara
Silikonpolerhuvud: A Shore Ett silikonpolerhuvud med hårdhet 30–50 som snurrar långsamt (mindre än 500 rpm) kan användas för att rengöra böjda delar och göra repor mindre synliga.
Magnetisk poleringslösning: placera ferromagnetiska partiklar (som kiselkarbid) i olje-- eller vattenbaserade-bärare och använda ett magnetfält för att flytta runt partiklarna för att polera döda fläckar. Magnalux magnetiska poleringslösning har till exempel använts för att behandla flygmotorblad utan stöd.
3. Teknik för bearbetning vid låga temperaturer
Kylningsfräsning med flytande kväve: Under fräsningen, spraya flytande kväve (-196 grader) på stödmaterialet för att göra det sprött, minska skärkraften och förhindra att bitarna blir för varma. Denna metod har använts på icke-understödda nickel-baserade högtemperaturlegeringar som har förändringar i ythårdhet på mindre än 5 %.
Rengöring med torrisblästring: För att spraya torrispartiklar (-78 grader) används högtrycksluftflöde (0,5–0,7MPa). Detta gör den stödjande strukturen spröd och faller av, vilket är bra för intrikata inre vägar.
4, Skydd efter bearbetning: två garantier för reparation och förstärkning
1. Teknik för fixering av ytor
Laserbeklädnad: Samma material används för att fixera mikrorepor eller gropar som uppstår efter att stödet tagits bort. Du kan välja tjockleken på beklädnadslagret från 10 till 50 μm, och bindningsstyrkan med underlaget är över 400 MPa.
Elektrokemisk polering: använd elektrolyter (en sådan blandning av fosforsyra och svavelsyra) för att selektivt lösa upp bitar som sticker ut på ytan av föremål för att få en jämn finish. Till exempel kan elektrokemisk polering sänka ytråheten Ra för titanlegeringsdelar från 3,2 μm till 0,2 μm.
2. Skydd mot beläggningar
Physical Vapor Deposition (PVD): Att lägga hårda beläggningar som TiN och CrN på ytan av föremål, med en tjocklek på 1–3 μm, kan göra dem mycket mer motståndskraftiga mot slitage och korrosion. Efter TiN-beläggningsbehandling, till exempel, ökar ythårdheten på medicinska implantat tre gånger och friktionskoefficienten minskar med 50 %.
Kemisk omvandlingsbeläggning: Kemisk behandling, som kromatpassivering, gör en tjock oxidavlagring på delens yta. Detta stoppar sekundär kontaminering under den ostödda processen. Efter kromatbehandling, till exempel, kan aluminiumlegeringsdelar motstå saltspraykorrosion i mer än 1000 timmar.