1 สรุปปัญหาความสามารถในการทำซ้ำของวัสดุการพิมพ์ 3 มิติที่เป็นโลหะ
การพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะจะสร้างโครงสร้างสามมิติสามมิติที่ซ้อนกันทีละชั้น ซึ่งรวมถึงขั้นตอนต่างๆ เช่น การแปรรูปผง การหลอมด้วยเลเซอร์ การทำความเย็น และการแข็งตัว การกระทำทุกอย่างอาจส่งผลต่อคุณลักษณะวัสดุของชิ้นส่วนขั้นสุดท้าย จึงส่งผลต่อความสามารถในการทำซ้ำของประสิทธิภาพ นี่อาจทำให้เกิดปัญหา โดยเฉพาะอย่างยิ่งความสามารถในการทำซ้ำของคุณสมบัติของวัสดุแสดงให้เห็นคุณสมบัติต่อไปนี้เป็นส่วนใหญ่:
โครงสร้างจุลภาคไม่สอดคล้องกัน: การระบายความร้อนอย่างรวดเร็วของผงหลอมด้วยเลเซอร์ในระหว่างกระบวนการพิมพ์โลหะ 3D ทำให้โครงสร้างจุลภาคไม่สมดุล รวมถึงการกระจายขนาดเกรน รูปร่าง และการวางแนวที่ไม่สม่ำเสมอเพื่อพัฒนาพร้อม ลักษณะทางกลของชิ้นส่วน ได้แก่ ความแข็งแรง ความแข็ง และความเหนียว ได้รับผลกระทบโดยตรงจากการเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างจุลภาคนี้
ปัญหาด้านคุณภาพที่พบบ่อยในผลิตภัณฑ์การพิมพ์โลหะ 3 มิติคือความพรุนและข้อบกพร่อง สิ่งเหล่านี้อาจเริ่มต้นจากสารปนเปื้อนที่เป็นผง การรวมตัวของก๊าซในระหว่างการหลอมด้วยเลเซอร์ พันธะระหว่างชั้นที่ไม่เพียงพอ และองค์ประกอบอื่นๆ ความแข็งแรงและความทนทานของชิ้นส่วนสามารถลดลงได้อย่างมากเมื่อมีข้อบกพร่องและรูพรุน
ผลของการบำบัดด้วยความร้อนและหลังการบำบัด: โดยปกติแล้วจะต้องได้รับการบำบัดด้วยความร้อนและการบำบัดหลังการพิมพ์ ส่วนประกอบที่พิมพ์ด้วยโลหะ 3D จะช่วยเพิ่มโครงสร้างจุลภาคให้สูงสุด ลดความเค้นตกค้าง และปรับปรุงคุณภาพพื้นผิว แต่ในระหว่างการอบชุบด้วยความร้อนและหลังการบำบัด องค์ประกอบต่างๆ รวมถึงการควบคุมอุณหภูมิ ระยะเวลาการคงตัว และอัตราการเย็นตัว ล้วนส่งผลต่อคุณสมบัติของวัสดุของชิ้นส่วน ส่งผลให้ความสามารถในการทำซ้ำของประสิทธิภาพลดลง
เทคโนโลยีการประมวลผลและคุณภาพผง: ประสิทธิภาพของสินค้าสิ่งพิมพ์ขึ้นอยู่กับคุณภาพและเทคโนโลยีการประมวลผลของผงโลหะเป็นอย่างมาก ในระหว่างกระบวนการพิมพ์ การกระจายขนาดอนุภาค รูปร่าง ความสามารถในการไหล และองค์ประกอบทางเคมีของผง ล้วนส่งผลต่อความหนาแน่นของการเติมผง ประสิทธิภาพการดูดซับด้วยเลเซอร์ และพฤติกรรมการหลอมละลาย ซึ่งส่งผลต่อคุณสมบัติของวัสดุของส่วนประกอบต่างๆ
2 แทนที่จะเป็นแนวทางในการจัดการกับความสามารถในการทำซ้ำของคุณสมบัติของวัสดุในการพิมพ์โลหะ 3 มิติ
จากมุมมองต่อไปนี้ สามารถแนะนำวิธีการที่สมเหตุสมผลเพื่อแก้ปัญหาความสามารถในการทำซ้ำของวัสดุในการพิมพ์โลหะ 3 มิติ:
เพิ่มเทคโนโลยีการประมวลผลและคุณภาพผงให้สูงสุด: การแก้ปัญหาความสามารถในการทำซ้ำของประสิทธิภาพเริ่มต้นด้วยการปรับปรุงคุณภาพและเทคโนโลยีการประมวลผลของผงโลหะให้ดีขึ้น การควบคุมการกระจายขนาดอนุภาค รูปร่าง และองค์ประกอบทางเคมีของผงอย่างเข้มงวด รวมถึงเทคโนโลยีการแปรรูปผงขั้นสูง รวมถึงการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกและการคัดกรองการไหลของอากาศ จะช่วยปรับปรุงความหนาแน่นของการเติมและประสิทธิภาพการดูดซับด้วยเลเซอร์ของผง ดังนั้น จึงช่วยลดการก่อตัวของรูขุมขน และข้อบกพร่อง และเพิ่มความสามารถในการทำซ้ำประสิทธิภาพของวัสดุของชิ้นส่วน
การควบคุมพารามิเตอร์การผลิตที่แม่นยำ: คุณภาพวัสดุของส่วนประกอบได้รับอิทธิพลอย่างมากจากการตั้งค่าการพิมพ์ที่ใช้ในการพิมพ์โลหะ 3D ได้แก่ กำลังเลเซอร์ ความเร็วในการสแกน ความหนาของชั้น และขนาดจุด ด้วยการจัดการพารามิเตอร์เหล่านี้อย่างแม่นยำ โครงสร้างจุลภาคของส่วนประกอบอาจขยายได้สูงสุด ลดการก่อตัวของเฟสที่ไม่สมดุลให้เหลือน้อยที่สุด และสามารถเพิ่มคุณลักษณะทางกลของวัสดุและความต้านทานการกัดกร่อนได้ ในขณะเดียวกัน การวางแผนเส้นทางการพิมพ์ที่สมเหตุสมผลจะช่วยลดการเกิดข้อบกพร่องและเพิ่มความสามารถในการทำซ้ำของชิ้นส่วนได้
การปรับปรุงขั้นตอนหลังการบำบัดและเทคนิคการบำบัดความร้อน: ประสิทธิภาพของชิ้นส่วนที่พิมพ์ด้วยโลหะ 3D ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากขั้นตอนหลังการบำบัดและการบำบัดความร้อน ความเค้นตกค้างสามารถลดลง ปรับโครงสร้างจุลภาคให้เหมาะสมได้ และความแข็งแกร่งและความเหนียวของส่วนประกอบสามารถเพิ่มขึ้นได้ด้วยวิธีการปรับปรุงกระบวนการบำบัดความร้อนให้เหมาะสม กล่าวคือ โดยการเลือกอุณหภูมิการทำความร้อน ระยะเวลาการคงตัว และอัตราการทำความเย็นที่เหมาะสม วิธีการหลังการประมวลผลขั้นสูงที่เกิดขึ้นพร้อมกัน รวมถึงการเคลือบผิว การขัดเงา และการพ่นทราย สามารถเพิ่มคุณภาพพื้นผิวของชิ้นส่วน เพิ่มความต้านทานการสึกหรอ และความต้านทานการกัดกร่อน
การเพิ่มประสิทธิภาพการควบคุมคุณภาพและการตรวจสอบกระบวนการ: การเสริมสร้างการตรวจสอบกระบวนการและการตรวจสอบคุณภาพเป็นวิธีสำคัญในการเพิ่มความสามารถในการทำซ้ำของคุณสมบัติของวัสดุในการพิมพ์โลหะ 3D การตรวจสอบอุณหภูมิ ความดัน และองค์ประกอบของก๊าซแบบเรียลไทม์ในระหว่างกระบวนการพิมพ์ ช่วยในการค้นหาและแก้ไขปัญหาคุณภาพที่อาจเกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็ว วิธีการตรวจจับขั้นสูง เช่น การเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด และการวิเคราะห์สเปกตรัมพลังงาน ยังสามารถนำมาใช้พร้อมกันเพื่อตรวจสอบโครงสร้างจุลภาคและองค์ประกอบทางเคมีของชิ้นส่วนได้อย่างแม่นยำ ดังนั้น จึงรับประกันได้ว่าประสิทธิภาพจะเป็นไปตามเกณฑ์การออกแบบ
การค้นคว้าประสิทธิภาพของวัสดุและการรวบรวมข้อมูล: การทำวิจัยประสิทธิภาพของวัสดุและการรวบรวมข้อมูลเป็นกุญแจสำคัญในการแก้ปัญหาความสามารถในการทำซ้ำของคุณลักษณะของวัสดุในการพิมพ์ 3D โลหะ เนื่องจากปัจจัยที่ซับซ้อนจากหลาย ๆ ด้านมีส่วนร่วมในกระบวนการนี้ โมเดลการคาดการณ์ที่แม่นยำและเชื่อถือได้มากขึ้นสามารถพัฒนาได้โดยใช้การวิจัยเชิงลึกเกี่ยวกับผลกระทบของวัสดุ พารามิเตอร์การพิมพ์ และเทคนิคการรักษาความร้อนที่มีต่อประสิทธิภาพของชิ้นส่วนต่างๆ ดังนั้นจึงนำเสนอพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์สำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการพิมพ์และเพิ่มประสิทธิภาพในการทำซ้ำ ในขณะเดียวกัน การรวบรวมข้อมูลการทดลองจำนวนมากจะเป็นประโยชน์ต่อการพัฒนาวัสดุเพิ่มเติมและการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการอย่างมาก
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/aluminum-alloy-3d-printed-racing-parts.html