Amikor a 3D nyomtatott fémrész nyomtatása befejeződött, csak húzza ki a gépből, és már indulhat is, igaz? Nem messze.
A fém 3D nyomtatott (AM) alkatrészek lényegében az építőlemezhez vannak "hegesztve", és vágószerszámot kell használnunk az eltávolításukhoz. Ezen túlmenően a 3D nyomtatási alkatrészekhez még egy sor utófeldolgozási lépésre van szükség, mielőtt használatra készen állnak. Az alábbiakban a fém 3D-nyomtatás utófeldolgozásához kapcsolódó módszereket ismertetjük, amelyeket megoszthat Önnel.
Por eltávolítása:A 3D nyomtatott alkatrészeket a porágyas fúziós rendszerben "lefelé" építik fel, miközben új rétegeket adnak a tetejére, ami azt jelenti, hogy az alkatrész elkészültét követően a porba temetik. Az összeépítés befejezése és az alkatrész/építőlemez lehűlése után a gép kezelőjének el kell távolítania az összes port az építőasztalról, és szitálnia/szűrnie/újrahasznosítania kell későbbi felhasználás céljából. Ez az első művelet a nyomtatás után, csak a munkaerőköltség, eltart egy ideig.
Stresszoldó:Mivel az alkatrész rétegről rétegre épül fel, a fém felmelegedése és hűtése belső feszültségeket okoz, amelyeket le kell oldani, mielőtt az alkatrészt eltávolítanák az építőlemezről. Ellenkező esetben az alkatrészek deformálódhatnak vagy akár megrepedhetnek. A feszültségoldó alkatrészekhez elég nagy sütő vagy kemence szükséges ahhoz, hogy a teljes építőlemez elférjen. Sokan azt javasolják, hogy inert környezettel rendelkező sütőt használjanak, hogy minimalizálják az alkatrész felületének oxidációját. Valójában az emberek jobban szeretik a vákuumkemencét, de az sokkal többe kerül.
Alkatrészek eltávolítása:A legtöbb cég huzal szikraforgácsolást használ az alkatrészek eltávolítására az építőlemezről, ami az alkatrészek számától és méretétől függően több órát is igénybe vehet. De sok gépműhely elkezdi használni a szalagfűrészt, mert az gyorsabb, hatékonyabb, és gyakran percek alatt el tudja végezni a munkát. Ne feledje, hogy az olyan anyagok, mint az Inconel, megmunkáláskor megkeményednek, így nehéz lehet őket eltávolítani az építőlemezről egy szalagfűrésszel.
Hőkezelés:A hőkezelés hatékonyan javíthatja az alkatrész mikroszerkezetét és mechanikai tulajdonságait, és szinte minden 3D nyomtatáshoz szükséges fém alkatrészhez szükséges. Sok esetben ehhez a lépéshez egy környezetbarát kemencére is szükség van, amely képes a hőmérséklet és a hűtési idő beállítására. A hőkezelés befolyásolhatja az alkatrész méreteit, ezért a legtöbb esetben az alkatrész megmunkálása/kikészítése előtt hőkezelésre kerül.
Meleg izosztatikus préselés:Számos repülőgépipari vállalat kezdi alkalmazni a forró izosztatikus préselést (HIP) a hőkezelés helyett, amelyet az öntödei iparban gyakran alkalmaznak az öntvények kifáradási élettartamának javítására. A HIP rendszerek lényegesen drágábbak, mint a kemencék/kemencék, és saját biztonsági intézkedéseik vannak a nagy nyomás (100 MPa vagy több) miatt, amelyen üzemelnek. Ha az alkatrész HIP-es volt, általában nem kell hőkezelést végezni.
Megmunkálás:Az elkészült alkatrészek méretpontosságának biztosítása érdekében az illeszkedő felületeket, felületeket, meneteket, tartószerkezeteket stb. Kevés 3D nyomtatott alkatrész felel meg az "elvárt" előírásoknak, ami utófeldolgozást igényel a modell méretpontosságának biztosítása érdekében. A megmunkálási viszonyítási pontok meghatározása azonban bonyolult lehet, különösen a 3D nyomtatással készült összetett, organikus alakú alkatrészek esetében. A megmunkálásra szoruló belső csatornákhoz vagy hűtőcsatornákhoz való hozzáférés szintén megnöveli a költségeket, és gyakran speciális szerelvényeket igényel.
Felületkezelés:Felületkezelésre is szükség lehet az alkatrész felületi minőségének/minőségének javítása, a felületi érdesség csökkentése, a belső csatornák tisztítása vagy a részlegesen meg nem olvadt részecskék eltávolítása érdekében. A felületi érdességnek van legnagyobb hatása az alkatrészek statikus mechanikai tulajdonságaira, és összefügg az alkatrészek kopásállóságával, korrózióállóságával és kifáradási szilárdságával. Megmunkálás, kémiai korrózió és sörétezés használható, de maguk az alkatrészek bizonyos mértékig megsérülnek.
Ellenőrzés és tesztelés:Az utófeldolgozást követően az utófeldolgozási folyamat több pontján is szükség lehet metrológiai, ellenőrzési és roncsolásmentes tesztelésre fehér/kék fény szkenneléssel, festékbehatoló vizsgálattal, ultrahangos vizsgálattal, számítógépes tomográfiás (CT) szkenneléssel stb. A mintadarabok roncsolásos vizsgálata és a szelvények (pl. húzórudak), porkémia, anyagmikrostruktúra stb. elemzése is szükségessé válhat a folyamatminősítést és végső soron az alkatrészminősítést elősegítő adatgyűjtéshez. A belső csatornákkal, rácsszerkezetekkel és egyéb belső fejlesztésekkel rendelkező 3D nyomtatott részek esetében CT-vizsgálatra is szükség lehet a csatorna átjárhatóságának, a belső geometria értékelésének stb.
Valójában a fém 3D nyomtatás bonyolultabb, mint gondolnánk. A gyanta- vagy műanyagnyomtatáshoz képest több utófeldolgozási folyamatra van szükség ahhoz, hogy elősegítse a végső, ideális kész alkatrész elkészítését.