ชิ้นส่วนต้องการการเพิ่มประสิทธิภาพการรักษาความร้อนหลังจากการพิมพ์เสร็จสมบูรณ์หรือไม่?

一, หลักการทางเทคนิค: การรักษาความร้อนเปลี่ยนโครงสร้างจุลภาคและประสิทธิภาพของชิ้นส่วนที่พิมพ์ออกมาอย่างไร
วิธีเฉพาะที่ทำรายการพิมพ์ 3 มิติคือสิ่งที่ทำให้เกิดปัญหาประสิทธิภาพของพวกเขา ตัวอย่างเช่นด้วยเทคนิคการหลอมเหลวของผงเลเซอร์โลหะ (l - pbf) คานเลเซอร์จะสแกนเตียงผงอย่างรวดเร็วทำให้วัสดุผ่านวัฏจักรอุณหภูมิที่รุนแรงของการหลอมละลายและการทำให้แข็งตัว สิ่งนี้นำไปสู่ปัญหาต่อไปนี้:
การสะสมของความเครียดที่เหลืออยู่: การระบายความร้อนอย่างรวดเร็วจะสร้างการไล่ระดับอุณหภูมิที่ทำให้เกิดความเครียดแรงดึงในส่วน สิ่งนี้อาจทำให้มันงอหรือแตกสลาย
ข้อบกพร่องของโครงสร้างจุลภาค: ธัญพืชขนาดเล็กที่มีความขยันและรูขุมขนจำนวนมากซึ่งทำให้วัสดุอ่อนแอลงและมีความแข็งแกร่งน้อยลง
ประสิทธิภาพ anisotropy: ความแข็งแรงของการเชื่อมโยงระหว่างเลเยอร์นั้นต่ำกว่าวัสดุของตัวเองซึ่งทำให้อายุการใช้งานของชิ้นส่วนลดลง
โดยการจัดการสิ่งต่าง ๆ เช่นอุณหภูมิเวลาและสิ่งแวดล้อมการรักษาความร้อนจะควบคุมโครงสร้างจุลภาคของรายการที่พิมพ์ออกมาอย่างระมัดระวัง กลไกเฉพาะประกอบด้วย:
การหลอมเพื่อบรรเทาความเครียด: ฉนวนกันความร้อนต่ำกว่าอุณหภูมิการตกผลึกของวัสดุเพื่อให้ความตึงเครียดตกค้างออกไปผ่านกลไกการคืบ ตัวอย่างเช่นหากคุณอบใบมีดเครื่องยนต์การบินที่ 650 องศาหลังจากการพิมพ์คุณอาจลดความเครียดที่เหลือลงได้มากกว่า 80% และรักษาความผิดปกติภายใน 0.1 มม.
การเจริญเติบโตของธัญพืชและการตกผลึกซ้ำ: การใช้เทคโนโลยีการตกผลึกแบบ recrystallisation ทิศทางธัญพืชเล็ก ๆ จะกลายเป็นผลึกเสาที่สอดคล้องกับแกนความเครียดหลัก สิ่งนี้ทำให้วัสดุทนต่อการคืบมากขึ้น ในนิกเกิล - สูงขึ้นไป - การพิมพ์อุณหภูมิอัลลอยด์ทีม MIT ดึงด้วยความเร็ว 2.5 มม./ชม. ในเขตร้อนที่ 1235 องศา สิ่งนี้เพิ่มขนาดเกรนโดยสามคำสั่งของขนาดและลดอัตราการคืบครึ่ง
Hot Isostatic Pressing (HIP) เป็นการรักษาความหนาแน่นที่กำจัดรูขุมขนภายในโดยการเปลี่ยนรูปร่างของวัสดุภายใต้แรงดันสูง (100–150 MPa) และอุณหภูมิสูง (1,000–1200 องศา) พลังงานซีเมนส์ลดความพรุนของใบมีดกังหันก๊าซจาก 0.8% เป็น 0.02% และเพิ่มชีวิตเมื่อยล้าเพิ่มขึ้นสามเท่าหลังการรักษาสะโพก
2 ความต้องการในอุตสาหกรรม: สูง - การผลิตสิ้นสุดขึ้นอยู่กับการปรับปรุงการรักษาความร้อนเป็นอย่างมาก
1. ในสนามบินและอวกาศมีสองปัญหา: ประสิทธิภาพและน้ำหนัก
ใบมีดกังหันในเครื่องยนต์เครื่องบินจะต้องสามารถรับมือกับความเครียดได้มากกว่า 100MPa ที่อุณหภูมิ 1300 องศา ใบมีดหล่อแบบดั้งเดิมใช้เทคโนโลยีการแข็งตัวแบบโดยตรงเพื่อปรับการวางแนวเกรน {. 3 d ใบมีดที่พิมพ์ในทางกลับกันต้องได้รับการรักษาด้วยความร้อนเพื่อทำสิ่งเดียวกัน GE ใช้เทคโนโลยี L - PBF เพื่อพิมพ์หัวฉีดเชื้อเพลิงเครื่องยนต์ Leap Engine สิ่งนี้จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการตกตะกอนของ 'เฟสผ่านการแก้ปัญหาที่เป็นของแข็งและการรักษาริ้วรอยซึ่งลดน้ำหนักลง 25% และเพิ่มความต้านทานอุณหภูมิเป็น 1,100 องศา
2. สนามอุปกรณ์พลังงาน: มาตรฐานความน่าเชื่อถือในสภาพที่รุนแรงมาก
เป็นเวลานานกว่า 20 ปีที่ท่อถ่ายเทความร้อนของเครื่องกำเนิดไอน้ำในหน่วยพลังงานความร้อนที่สำคัญยิ่งใหญ่จะต้องทำงานที่ 620 องศาและ 31 MPa ในการแก้ไขฟิล์มออกไซด์และความผิดพลาดฟิวชั่นที่ไม่สมบูรณ์ระหว่างเลเยอร์ที่พิมพ์ออกมาชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติจะต้องได้รับความร้อน บริษัท ในท้องถิ่นใช้การหลอมสูญญากาศและการแทรกซึมของอลูมิเนียมพื้นผิวเพื่อให้หลอดถ่ายเทความร้อนของโลหะผสม GH1333 ที่แข็งแกร่งพอที่จะเกินกฎความปลอดภัยของพลังงานนิวเคลียร์ (120MPA)
3. ในด้านการปลูกถ่ายทางการแพทย์จะต้องมีความสมดุลระหว่างความเข้ากันได้ทางชีวภาพและความเข้ากันได้ทางกล
เพื่อลดผลกระทบการป้องกันความเครียดการปลูกถ่ายอวัยวะกระดูกและข้อผูกมัดไทเทเนียมจำเป็นต้องมีการผสมผสานที่เหมาะสมของความแข็งแรงและโมดูลัสยืดหยุ่น โมดูลัสยืดหยุ่นของข้อต่อสะโพกที่พิมพ์ 3 มิติสามารถลดลงได้จาก 110GPA เป็น 80GPA โดยการควบคุมเนื้อเยื่อ + biphasic ด้วยการรักษาความร้อน สิ่งนี้อยู่ใกล้กับโมดูลัสยืดหยุ่นของกระดูกเยื่อหุ้มสมองของมนุษย์ (10-30GPA)
3, ตัวอย่างทั่วไป: การใช้การรักษาความร้อนเพื่อปรับปรุงอุตสาหกรรม
ตัวอย่างที่ 1: การใช้ใบมีดกังหันก๊าซในอุตสาหกรรม
Siemens Energy ใช้เทคโนโลยี l - PBF เพื่อพิมพ์ใบมีดกังหันก๊าซ SGT-8000H พวกเขาใช้วิธีการบำบัดความร้อนต่อไปนี้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ:
การรักษาด้วยวิธีแก้ปัญหา: รักษาที่ 1150 องศาเป็นเวลา 4 ชั่วโมงเพื่อละลาย 'เฟสและบรรเทาความเครียดจากการพิมพ์ที่เหลือ
การรักษาเวลา: ถือที่ 850 องศาเป็นเวลา 16 ชั่วโมงเพื่อสร้างเมทริกซ์ด้วยเฟสนาโน - สเกล '
การรักษาสะโพก: ความหนาแน่นที่ 1200 องศา /150 MPa เพื่อกำจัดข้อบกพร่องภายใน
หลังจากการทดสอบความแข็งแรงของอุณหภูมิที่ได้รับการรักษาสูง - ความแข็งแรงของความอดทนอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 40% และอัตราการคืบของพวกเขาลดลง 60% พวกเขาผ่านการทดสอบชีวิตที่เทียบเท่า 5,000 ชั่วโมง
กรณีที่ 2: การตรวจสอบประสิทธิภาพของท่อหุ้มสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
สถาบันวิจัยโลหะของ Chinese Academy of Sciences ได้ทำ 3D - พิมพ์ท่อหุ้มโลหะผสม GH1333 ที่ตอบสนองความต้องการของเครื่องปฏิกรณ์อย่างรวดเร็วที่ใช้โซเดียมเพื่อทำให้เย็นลง
การติดตั้งซ้ำในทิศทางที่แน่นอน: ในการสร้างโครงสร้างผลึกเสาผ่านโซนอุ่นที่ 1250 องศาด้วยความเร็ว 5 มม./นาที
การเคลือบป้องกันออกซิเดชัน: หลังการรักษาความร้อนสเปรย์ CR3C2 NICR เคลือบ สิ่งนี้จะช่วยลดอัตราความต้านทานออกซิเดชันลง 90% ในสภาพแวดล้อมไอน้ำที่ 600 องศา
ประสิทธิภาพการต่อต้านบวมของท่อหุ้มภายใต้สภาวะอุบัติเหตุจำลองเพิ่มขึ้น 20% เมื่อเทียบกับหลอดที่อัดขึ้นรูปทั่วไปให้การสนับสนุนทางเทคโนโลยีที่จำเป็นสำหรับการแปลอุปกรณ์พลังงานนิวเคลียร์รุ่นที่สี่