Innan vi diskuterar stresslindring, låt oss först förstå vad kvarstående stress är.
Vad är reststress?
Restspänning är den spänning som finns i ett objekt för att upprätthålla jämvikt när det inte finns någon yttre faktor som verkar på det. Under tillverkningsprocessen kommer delarna att påverkas av olika faktorer såsom processer. När dessa faktorer försvinner, om de ovan nämnda effekterna och effekterna på komponenterna inte helt kan elimineras, finns det fortfarande vissa effekter och influenser kvar på komponenterna. Effekten och inverkan av denna rest är kvarvarande spänning.
Ur energiarbetets perspektiv, när den yttre kraften orsakar den plastiska deformationen av objektet, kommer det att orsaka den inre deformationen av objektet, vilket ackumulerar en del av energin; när den yttre kraften elimineras kommer energin med ojämn inre spänningsfördelning att frigöras. Om föremålets sprödhet är låg, kommer föremålet att deformeras långsamt, och om sprödheten är hög, bildas sprickor.
Restspänning är mycket vanligt vid mekanisk tillverkning och restspänning genereras ofta i olika processer. I huvudsak kan emellertid de mekanismer som genererar kvarvarande stress grupperas i tre kategorier:
Den första kategorin är ojämn plastisk deformation;
Den andra kategorin, ojämna temperaturförändringar;
Den tredje kategorin är inhomogena strukturella förändringar (fasövergångar).
Faror med kvarstående stress
Från klassificeringen av restspänning kan det ses att restspänningen kommer att få föremålet att deformeras långsamt, vilket resulterar i en förändring i storleken på föremålet, vilket resulterar i den okvalificerade storleken på de bearbetade delarna. Samtidigt har den också ett mycket viktigt inflytande på dess utmattningshållfasthet, spänningskorrosionsbeständighet, dimensionsstabilitet och livslängd.
Hur man eliminerar kvarvarande stress är en viktig utmaning i additiv tillverkning
Restspänning är också en av de viktigaste utmaningarna för additiv tillverkning, och i vissa fall kan restspänning påverka den tryckta delen så mycket att den böjer hela byggplattformen, separerar delen från byggplattformen eller spricker själva delen. Detta är en av anledningarna till att additivt tillverkade delar ofta kräver tillägg av stödstrukturer. Först efter att dessa restspänningar och spänningskoncentrationer avlastats genom värmebehandling kan delen tas bort från formningsplattformen.
För närvarande inkluderar de traditionella tillverkningsmetoderna fyra metoder: värmebehandling, statisk belastningspressning, vibrationsåldring och mekanisk behandling. På grund av de tekniska egenskaperna hos additiv tillverkning som kan gjutas utan formar, är det möjligt att överväga att optimera topologin för att övervinna kvarvarande spänning när man designar själva delen. Till exempel att minska ytor med ojämn tjocklek och undvika stora tvärsnittsförändringar så mycket som möjligt; eller att designa en förvärmningsformningsplattform och en värmeformningskammare på 3D-utskriftsutrustning kan effektivt minska påverkan av kvarvarande stress. Men i detta skede beror hur man förbättrar fördelningen av restspänning fortfarande på designerns erfarenhet, så viss restspänning kan inte undvikas.
Kvarvarande spänning är den spänning som finns kvar i ett fast material efter att alla faktorer som skapar spänning har avlägsnats. Samma mekanismer som kan generera restspänningar i traditionell mekanisk tillverkning gäller för additiv tillverkning. I designade och tryckta konstruktionsdelar kan oväntade eller okontrollerbara kvarvarande spänningar leda till för tidigt fel på delen. Det är särskilt viktigt att effektivt övervinna restspänningen vid tillverkning av delar.
Programvara för stressavlastning vid 3D-utskrift
Den inhemska egenutvecklade skivningsmjukvaran UPrise3D har utvecklat en stressavlastningsfunktion. Genom att aktivera den här funktionen planeras utskriftsmetoden och banan automatiskt i enlighet med de olika strukturerna i spänningsavlastningsdelmodellen för att minimera ackumuleringen av kvarvarande spänning. I tryckprocessen kan deformationskontrollen av modellen i sintringssteget realiseras.
Följande är en förklaring av tryckfallen med och utan spänningsavlastningsfunktionen som aktiveras genom utskrift:
Det framgår av konstruktionsdelarna att efter att avspänningsfunktionen är påslagen finns det i princip ingen avvikelse i vinkeln efter sintring. För konstruktionsdelarna utan avspänningsfunktion kan den uppenbara deformationen ses intuitivt och vinkelavvikelsen är relativt stor.
För vissa tunnväggiga modeller kan eftersintringsdeformation uppstå på grund av ackumulering av spänningar i utskriftsriktningen. Från jämförelsen av följande två grupper av tunnväggiga prover, kan det ses att efter att spänningsavlastningsfunktionen har aktiverats är den sintrade produkten uppenbarligen
Stressavlastning är mycket viktig vid 3D-utskrift, vi kommer att ta hänsyn till denna faktor vid utskrift, så de delar vi skriver ut är 99 procent stabila och inte lätta att deformera, vrida osv.