När den 3D-printade metalldelen är klar med utskrift, dra bara ut den ur maskinen och den är klar att köra, eller hur? Inte långt.
Metall 3D-tryckta (AM) delar är i huvudsak "svetsade" till byggplattan, och vi måste använda ett skärverktyg för att ta bort dem. Utöver detta kräver 3D-utskriftsdelar fortfarande en rad efterbearbetningssteg innan de är redo att användas. Följande är metoder relaterade till metall 3D-utskrift efterbearbetning delar att dela med dig.
Pulverborttagning:3D-printade delar byggs "ner" i ett pulverbäddsfusionssystem eftersom nya lager läggs på toppen, vilket innebär att delen begravs i pulver efter färdigställandet. Efter att konstruktionen är klar och delen/byggplattan svalnar, måste maskinoperatören ta bort allt pulver från byggbordet och sila/filtrera/återvinna för senare användning. Detta är den första operationen efter utskrift, bara arbetskostnader, tar lite tid.
Stresslindring:Eftersom delen byggs lager för lager orsakar uppvärmningen och kylningen av metallen inre spänningar som måste avlastas innan delen kan tas bort från byggplattan. Annars kan delar skeva eller till och med spricka. Avspänningsavlastande delar kräver en ugn eller ugn som är tillräckligt stor för att passa hela byggplattan. Många rekommenderar att man använder en ugn med en inert miljö för att minimera oxidation på delens yta. Faktum är att folk föredrar en vakuumugn, men det kostar mycket mer.
Ta bort delar:De flesta företag använder tråd-EDM för att ta bort delar från byggplattan, vilket kan ta flera timmar, beroende på antalet och storleken på delarna. Men många maskinverkstäder börjar använda bandsågar eftersom det är snabbare, mer effektivt och ofta kan få jobbet gjort på några minuter. Tänk på att material som Inconel töjhärdar när de bearbetas, så det kan vara svårt att ta bort dem från byggplattan med bara en bandsåg.
Värmebehandling:Värmebehandling kan effektivt förbättra mikrostrukturen och de mekaniska egenskaperna hos delen, och är nödvändig för nästan alla 3D-utskriftsmetalldelar. I många fall kräver detta steg också en miljöstyrd ugn som kan justera temperaturen och kyltiden. Värmebehandling kan påverka detaljens dimensioner, så i de flesta fall värmebehandlas delar innan bearbetning/finishing av detaljen.
Varm isostatisk pressning:Många flygföretag börjar använda varm isostatisk pressning (HIP) istället för värmebehandling, som ofta används inom gjuteriindustrin för att förbättra utmattningslivslängden för gjutgods. HIP-system kostar betydligt mer än ugnar/ugnar och har sina egna säkerhetsåtgärder på grund av det höga tryck (100 MPa eller mer) som de arbetar vid. Om delen är HIPad behöver den vanligtvis inte värmebehandlas.
Bearbetning:Passande ytor, ytor, gängor, stödstrukturer etc. måste bearbetas för att säkerställa dimensionsnoggrannheten hos de färdiga delarna. Få 3D-printade delar uppfyller "förväntade" specifikationer, vilket kräver efterbearbetning för att säkerställa modellens dimensionella noggrannhet. Men det kan vara svårt att upprätta riktmärken för bearbetning, särskilt för komplexa, organiskt formade delar gjorda med 3D-utskrift. Tillgång till interna kanaler eller kylkanaler som behöver bearbetas ökar också kostnader och kräver ofta specialiserade fixturer.
Ytbehandling:Ytbehandling kan också krävas för att förbättra ytfinishen/kvaliteten på delen, minska ytjämnheten, rengöra inre kanaler eller ta bort delvis osmälta partiklar från delen. Ytråhet har störst inverkan på delarnas statiska mekaniska egenskaper och är relaterad till slitstyrka, korrosionsbeständighet och utmattningshållfasthet hos delar. Bearbetning, kemisk korrosion och kulblästring kan användas, men själva delarna är skadade i viss utsträckning.
Inspektion och provning:Efter efterbearbetning kan mätning, inspektion och oförstörande testning med vitt/blått ljus, färgpenetranttestning, ultraljudstestning, datortomografi (CT)-skanning etc. krävas vid flera punkter i efterbearbetningsprocessen. Destruktiv testning av provdelar och analys av kuponger (t.ex. dragstänger), pulverkemi, materialmikrostruktur etc. kan också krävas för att samla in data för att underlätta processkvalificering och slutligen delkvalificering. 3D-utskrivna delar med interna kanaler, gitterstrukturer och andra interna förbättringar kan också kräva CT-skanningar för att säkerställa kanalens öppenhet, intern geometribedömning, etc.
Faktum är att 3D-utskrift av metall är mer komplex än vi tror. Jämfört med harts- eller plasttryck, kräver det fler efterbearbetningsprocesser för att hjälpa till att slutföra den slutliga perfekta färdiga delen.