A homokfúvás alkalmas minden fém 3D nyomtatott alkatrészre?

一, A homokfúvás technológia fő feladata és korlátai
1. A homokfúvás fő célja
A homokfúvás sűrített levegővel csiszolóanyagokat, például kvarchomokot, gyémánt homokot, üveggyöngyöket és más anyagokat nagyon gyorsan rányom az alkatrészek felületére. Ennek a következő hatásai vannak:
A felület tisztítása: Távolítsa el a szennyeződéseket, például az oxidréteget, az olajfoltokat és a meg nem olvadt port;
Az érdesség szabályozása: Változtassa meg a felületi érdességet (Ra 0,8–6,3 μm) a csiszolószemcsék méretének (80–240 mesh) és a sugárnyomásnak (0,2–0,8 MPa) változtatásával. Feszültségoldás: Az ütés segíthet megszabadulni a nyomtatásból visszamaradt feszültség egy részétől, és csökkenti a deformáció esélyét.
Bevonat előkezelés: a felület érdesebbé tétele, hogy a bevonat jobban tapadjon (például hidroxiapatit bevonása titánötvözet implantátumok felületére).
2. Mit nem tud a homokfúvás?
Vékony{0}}falú szerkezetek veszélye: A sugárnyomás megváltoztathatja a vékony falú-részek alakját, vagy lyukakat készíthet azokon (vastagság < 0,5 mm). Vakfoltok komplex üregkezelésben: A 2 mm-nél kisebb átmérőjű lyukakba, belső csatornákba nehéz bejutni, a maradék port vegyileg meg kell tisztítani.
Felületi sérülés veszélye: A kemény csiszolóanyagok, például a szilícium-karbid, megkarcolhatják a lágy fémek, például az alumíniumötvözetek felületét.
Pontosság elvesztése: A túl sok homokfúvás károsíthatja a finom alkatrészeket, például a meneteket és a mikrostruktúrákat, amelyeket később CNC megmunkálással kell rögzíteni.
2, Az anyagtulajdonságok hatása a homokfúvás hasznosságára
A különböző fémek keménysége, alakíthatósága és oxidációs hajlama közvetlenül befolyásolja a homokfúvási folyamat paramétereinek megválasztását:
1. Titánötvözet (Ti6Al4V)
Alkalmazási terület: A legjobb anyag repülőgép-hajtóművekhez és ortopéd implantátumokhoz, mivel nagyon erős és nem rozsdásodik. A homokfúvással megszabadulhat a felületi oxidrétegtől, és a bevonatok jobban tapadhatnak.
A folyamat optimalizálása:
Csiszolóanyag kiválasztása: Szilícium-karbid helyett használjon üveggyöngyöt vagy alumínium-oxid homokot, hogy elkerülje a felület megkarcolását.
Nyomásszabályozás: A vékony falú szerkezetek meghajlásának elkerülése érdekében a permetezési nyomásnak 0,4 MPa-nál kisebbnek kell lennie.
A homokfúvás után savas mosás (HF+HNO3) szükséges a beágyazott csiszolóanyagoktól való megszabaduláshoz. Ezután a felületet polírozzák, hogy orvosi-minőségű felületet kapjanak Ra-val<0.8 μ m.
2. Alumíniumötvözet (AlSi10Mg)
Hasznossága: Könnyűsége miatt gyakran használják autóalkatrészekben. Az alumíniumötvözet felülete azonban könnyen oxidálható, és a homokfúvással meg kell találni az egyensúlyt a tisztaság és a sima között.
A folyamat javítása:
Csiszolóanyag kiválasztása: fehér korund vagy gránát homok 120-180 mesh méretű szemcsékkel;
Annak érdekében, hogy a kifáradási szilárdság ne csökkenjen, a nyomásszabályozásnak 0,3 és 0,5 MPa között kell lennie, hogy elkerülje a durvulást.
Az újra{0}}oxidáció megállításához végezzen eloxálást vagy bevonatkezelést közvetlenül a homokfúvás után.
3. Rozsdamentes acél (316L)
Felhasználás: Mivel nem rozsdásodik, kulcsfontosságú alapanyaga az élelmiszer- és vegyipari berendezéseknek. A homokfúvás egyenletesebbé teheti a felületeket, de ügyeljen arra, hogy ne sértse meg az alatta lévő felületet.
A folyamat javítása:
Csiszolóanyag kiválasztása: rozsdamentes acél pellet vagy kerámia gyöngy, hogy ferrit ne kerüljön a keverékbe;
Nyomásszabályozás: 0,5-0,7 MPa, amely tisztán tartja a mély furat belső falát.
Vizsgálati szabvány: A fluoreszcens penetráns vizsgálatot (PT) homokfúvás után kell elvégezni, hogy megbizonyosodjon arról, hogy nincsenek repedések.
4. Magas hőmérsékletű nikkel alapú ötvözet (Inconel 718)
Alkalmazási terület: A magas hőmérsékleten működő alkatrészeknek, mint például a repülőgépmotorok turbinatárcsái, nagyon kemény körülményeket kell bírniuk. A homokfúvás csökkentheti a nyomás alatti feszültséget, azonban fontos megállítani a szemcseközi korróziót.
A folyamat javítása:
Válasszon csiszolóanyagot: alumínium-oxid homokot vagy szilícium-karbid homokot, amelynek szemcsemérete 80-120 mesh.
Szabályozza a nyomást: 0,6-0,8 MPa az érdesítő hatás eléréséhez;
A homokfúvást követően oldatos kezelés (1080 fokos szigetelés 1 órán keresztül) szükséges a felület alatt keletkezett sérülések kijavításához.
3, A probléma, amelyet az alkatrészek szerkezete jelent a homokfúvási eljárás során
1. Vékony{1}}falú és könnyű szerkezetek
Eset: A homokfúvás után egy adott repülőkonzol (0,3 mm falvastagságú) 15%-kal megváltoztatta az alakját, ami az összeszerelés meghibásodását okozta.
Megoldás: Az ütési erő egyenletes eloszlatásához használjon alacsony-nyomású homokfúvást (0,2–0,3 MPa) és forgó szerelvényeket.
A mechanikai sérülések elkerülése érdekében használhat kémiai polírozást (salétromsavval és hidrogén-fluoriddal) vagy elektrolitikus polírozást.
2. Bonyolult lumen és mikroporózus szerkezet
Eset: Homokfúvás után egy bizonyos üzemanyagfúvóka (1,5 mm-es belső csatornaátmérőjű) maradék por eltömődési aránya eléri a 30%-ot.
Megoldás: A nagy szemcsés porok eltávolítása érdekében vibrációs szűrést végeznek;
Annak érdekében, hogy az üreg belseje az ISO 16232-10 Class 5 szerint tiszta legyen, homokfúvást és ultrahangos tisztítást alkalmazunk (40 kHz frekvencia, 10 perc).
3. Felület precíz funkcióval
Például homokfúvást követően egy optikai forma simasága Ra felületi érdesség mellett<0.2 μ m was lowered to Ra 1.6 μ m, which does not match the standards for injection molding.
Megoldás: Használjon magneto-reológiai polírozást (MRF) vagy folyékony polírozást a -mikron alatti pontosság eléréséhez;
Szegmentált feldolgozás: A homokfúvást csak a nem működő szakaszok érdesítésére használják, míg a kézi polírozást csak a megfelelő területek kisimítására használják.
4, A homokfúvás technológia jövője
1. Intelligens vezérlés
Fejlesztés: Olyan rendszer, amely egyesíti a gépi látást és az erő-visszacsatolást, valamint a permetezési nyomás és szög valós időben történő változtatásának lehetőségét a túl- vagy alulpermetezés elkerülése érdekében.
A németországi IEPCO homokfúvógép elérte a zárt{0}}hurkú szabályozást, amely 0,1% alatt tudja tartani a vékony-falú alkatrészek alakváltozási sebességét.
2. Zöld fejlesztés: Újrahasznosítható csiszolóanyagok (például kerámiagyöngyök) és szárazjég-homokfúvás használata a porszennyezés és a törmelék eltávolításának költségeinek csökkentése érdekében.
Adatok: A szárazjég homokfúvás a tipikus módszerekkel összehasonlítva 40%-kal kevesebb energiát használ fel és nem hagy vegyszermaradványokat, ami megfelel a REACH szabályainak.
3. Kompozit folyamatok integrálása
Fejlesztés: Homokfúvás, lézeres tisztítás, plazmapermetezés és egyéb technológiák együttes alkalmazása, hogy egyetlen kezelést biztosítsanak a "tisztító érdesítő bevonathoz".
Eset: A "homokfúvás+lézeres burkolat" eljárást egy bizonyos repülőgépmotor lapátján alkalmazzák. Ez 72 óráról 24 órára csökkenti a feldolgozási időt.