1, The Reasons and Results of Pore Issues
Ένα από τα πιο συχνά εμφανιζόμενα είδη ελαττωμάτων σε μεταλλικά 3D εκτυπωμένα μέρη, οι πόροι επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό τα μηχανικά χαρακτηριστικά των εξαρτημάτων της αεροδιαστημικής. Οι πόροι σχηματίζονται με περίπλοκο τρόπο που σχετίζονται κυρίως με τις πρώτες ύλες και αυτές που παράγονται από τη δραστηριότητα λέιζερ.
Οι πρώτες ύλες έχουν γενικά πόρους από τα παγιδευμένα αέρια σε μεταλλικές σκόνες και το προστατευτικό περιβάλλον στα μηχανήματα. Η μεταλλική σκόνη λιώνει και στερεοποιείται γρήγορα στη διαδικασία της τρισδιάστατης εκτύπωσης μετάλλων και οι έντονες παραλλαγές στη δεξαμενή τήγματος μπορεί να προκαλέσουν τη μη πλήρη διαφυγή του αερίου, δημιουργώντας επομένως πόρους. Συνήθως έχουν σφαιρική ή ελλειπτική μορφή, αυτές οι οπές επηρεάζουν σημαντικά τα μηχανικά χαρακτηριστικά του εξαρτήματος μέσω του μεγέθους, της ποσότητας, του σχήματος και του προσανατολισμού.
Οι παραγόμενοι πόροι της δράσης λέιζερ συσχετίζονται στενά με τις παραμέτρους της διαδικασίας. Εάν η ενέργεια εισόδου είναι είτε πολύ μεγάλη είτε πολύ μικρή κατά τη διαδικασία πυροσυσσωμάτωσης με λέιζερ, μπορεί να προκύψουν πόροι. Το υγρό μέταλλο εκτοξεύεται σε μη λιωμένη σκόνη μετάλλου όταν η ενέργεια είναι πολύ υψηλή, δημιουργώντας πιτσιλιές και πόρους. όταν η ενέργεια είναι πολύ χαμηλή, η μεταλλική σκόνη δεν λιώνει εντελώς, με αποτέλεσμα να δημιουργείται ανεπαρκής ενδιάμεση σύνδεση και δημιουργία πόρων.
Η διάρκεια κόπωσης και η αντοχή σε εφελκυσμό των εξαρτημάτων της αεροδιαστημικής μπορούν να μειωθούν σημαντικά από τους πόρους. Ιδιαίτερα οι πόροι που σχετίζονται με την επιφάνεια-έχουν σημαντική επίδραση στην απόδοση κόπωσης των παραγόμενων εξαρτημάτων. Επιπλέον, οι πόροι επηρεάζουν τη μικροδομή και τις μηχανικές ιδιότητες των εξαρτημάτων, επηρεάζοντας έτσι τη γενική απόδοση των εξαρτημάτων μέσω άνισων ιδιοτήτων υλικού.
2, Λόγοι πίσω και συνέπειες ζητημάτων ρωγμών
Ένα άλλο τυπικό ελάττωμα στη διαδικασία τρισδιάστατης εκτύπωσης μετάλλων είναι οι ρωγμές, οι οποίες διακυβεύουν σοβαρά την αξιοπιστία και την ασφάλεια των εξαρτημάτων της αεροδιαστημικής. Η κατανομή της θερμοκρασίας, η υπολειπόμενη τάση και η ανεπαρκής σύντηξη επηρεάζουν τη δημιουργία ρωγμών.
Σημαντική διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ της λιωμένης δεξαμενής και του στερεοποιημένου μετάλλου στη διαδικασία της μεταλλικής τρισδιάστατης εκτύπωσης προκαλεί σημαντική παραμόρφωση της λιωμένης δεξαμενής. Αλλά η χαμηλή ρευστότητα του υγρού το καθιστά ανίκανο να αντισταθμίσει την παραμόρφωση που προκαλείται από τη λιωμένη λίμνη, έτσι δημιουργούνται ρωγμές στερεοποίησης. Επιπλέον, συνδεδεμένες με το εύρος υγροποίησης, τη δομή των κόκκων, τη θερμική επιμήκυνση, τη συρρίκνωση μετάλλων και τον περιορισμό, ορισμένες ζώνες τήξης μπορεί επίσης να εμφανίσουν ρωγμές υγροποίησης.
Η αντοχή και η ανθεκτικότητα των εξαρτημάτων του αεροσκάφους μπορεί να αλλάξει πολύ από την ύπαρξη ρωγμών. Ιδιαίτερα υπό κυκλικό φορτίο, όπου οι ρωγμές εξαπλώνονται και τελικά προκαλούν θραύση εξαρτημάτων, οι ρωγμές είναι μία από τις κύριες αιτίες αστοχίας κόπωσης. Περαιτέρω, επηρεάζοντας την κατανομή τάσεων των εξαρτημάτων μπορεί να είναι οι ρωγμές, οι οποίες έχουν ως αποτέλεσμα τη συγκέντρωση τάσεων και τη γρήγορη υποβάθμιση της κόπωσης των συστατικών.
3, Στρατηγική απόκρισης
Οι ακόλουθες τεχνικές βοηθούν στην επίλυση προβλημάτων πορώδους και ρωγμών της τρισδιάστατης εκτύπωσης μετάλλων:
Μεγιστοποίηση παραμέτρων διεργασίας: Κάποιος μπορεί να ρυθμίσει αποτελεσματικά την παραγωγή πόρων και ρωγμών αλλάζοντας τις παραμέτρους της διαδικασίας όπως η ισχύς λέιζερ, η ταχύτητα σάρωσης και το πάχος του στρώματος σκόνης. Οι κατάλληλες παράμετροι διεργασίας βοηθούν στην εξασφάλιση αρκετής τήξης και στερεοποίησης της μεταλλικής σκόνης, αποτρέποντας έτσι την ανάπτυξη ρωγμών και πόρων.
Η επιλογή σκόνης μετάλλων υψηλής ποιότητας για τη μείωση του πορώδους και των ακαθαρσιών στις πρώτες ύλες θα βοηθήσει στη βελτίωση της ποιότητας των εξαρτημάτων. Η προ{1}}επεξεργασία μεταλλικής σκόνης-όπως το στέγνωμα και το κοσκίνισμα-μπορεί επίσης να βοηθήσει τη σκόνη να είναι πιο ρέουσα και ομοιογενής, μειώνοντας επομένως τη δημιουργία πόρων.
Διαδικασία επεξεργασίας μετά την-επεξεργασία: Οι πόροι και το μέγεθος των ρωγμών μπορούν να μειωθούν περαιτέρω μέσω διαδικασιών μετα{1}}επεξεργασίας, συμπεριλαμβανομένης της μηχανικής επεξεργασίας, της θερμικής επεξεργασίας και της στίλβωσης. Ειδικά η επεξεργασία με θερμή ισοστατική πίεση (HIP) μπορεί να μειώσει σημαντικά τα εσωτερικά ελαττώματα και να βελτιώσει την απόδοση κόπωσης υλικού.
Έλεγχος της ταχύτητας προθέρμανσης και ψύξης για το υπόστρωμα: Επιπλέον, επηρεάζοντας το περιεχόμενο σφάλματος του τελικού προϊόντος είναι η προθέρμανση του υποστρώματος σε όλη τη διαδικασία εκτύπωσης και η διατήρησή του σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία καθώς και η διατήρηση του κατάλληλου ρυθμού ψύξης. Μειώνοντας τις υπολειπόμενες καταπονήσεις και συνεπώς μειώνοντας τις κλίσεις θερμοκρασίας, η προθέρμανση του υποστρώματος μπορεί να βοηθήσει στην αποφυγή εμφάνισης ρωγμών.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/additive-manufacturing-racing-radiator.html