จุดประสงค์หลักของ-การประมวลผลภายหลังสำหรับการพิมพ์โลหะ 3 มิติคืออะไร

1. การกำจัดข้อบกพร่องในการผลิต: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสินค้ามีคุณสมบัติตรงตามเกณฑ์ด้านคุณภาพ
เนื่องจากการพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะจะสร้างชั้นต่างๆ จึงมีตำหนิบนพื้นผิวและภายในวัตถุอยู่เสมอ หากปัญหาเหล่านี้ไม่ได้รับการแก้ไข ก็จะส่งผลโดยตรงต่อวิธีการทำงานของชิ้นส่วนและอายุการใช้งานของชิ้นส่วน

แก้ไขข้อบกพร่องของพื้นผิว
ชิ้นส่วนที่พิมพ์มักจะมีปัญหาบนพื้นผิว เช่น เส้นชั้น เสี้ยน และการรองรับที่เหลือ ตัวอย่างเช่น ความหยาบผิวของชิ้นส่วนอลูมิเนียมอัลลอยด์ที่พิมพ์ออกมาอาจสูงถึง Ra10–20 μm ซึ่งมากกว่า Ra1.6 μm ของการประมวลผลแบบดั้งเดิมอย่างมาก วิธีการรักษาพื้นผิวรวมถึงการพ่นทราย การขัด และการเจียรสามารถทำให้พื้นผิวเรียบขึ้นมาก ตัวอย่างเช่น หลังจากการพ่นทราย ความขรุขระของพื้นผิวของใบพัดเครื่องยนต์การบินบางชนิดเปลี่ยนจาก Ra15 μm เป็น Ra3.2 μm สิ่งนี้ช่วยกำจัดรอยแตกขนาดเล็กบนพื้นผิวและหยุดการแตกหักของความเมื่อยล้าไม่ให้เกิดขึ้นเนื่องจากความเข้มข้นของความเครียด
กำจัดข้อบกพร่องภายใน
เมื่อโลหะถูกพิมพ์ด้วย 3D มันอาจมีข้อบกพร่องภายใน เช่น รูพรุนและรอยแตก หากผงหลอมละลายไม่เต็มที่หรือก๊าซออกมาไม่เร็วพอ เทคโนโลยีการกดไอโซสแตติกแบบร้อน (HIP) ใช้-อุณหภูมิสูงและสภาพแวดล้อมแรงดันสูง- (โดยทั่วไปคือ 1000–1200 องศาและ 100–200 MPa) เพื่อเปลี่ยนรูปร่างของวัสดุ ปิดรูพรุนภายใน และเพิ่มความหนาแน่นจาก 98% เป็นมากกว่า 99.9% หลังจากที่บริษัทอุปกรณ์ทางการแพทย์แห่งหนึ่งใช้การประมวลผล HIP ในการผลิตขาเทียมข้อต่อสะโพกโลหะผสมไทเทเนียมที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ อายุความเมื่อยล้าก็เพิ่มขึ้นจาก 10 ⁶ เท่าเป็น 10 7 เท่า ซึ่งตรงตามมาตรฐานสากล
2. ปรับปรุงประสิทธิภาพของวัสดุ: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าวัสดุเหล่านั้นสามารถรับมือกับสถานการณ์การทำงานที่ยากลำบากได้
โครงสร้างจุลภาคของชิ้นส่วนโลหะที่พิมพ์ด้วย 3 มิติแตกต่างจากชิ้นส่วนที่ผลิตในอดีต และจำเป็นต้องมี-การประมวลผลภายหลังเพื่อให้ทำงานได้ดีขึ้นโดยรวม

บรรเทาความเครียดที่ตกค้าง
เมื่อการพิมพ์ 3D โลหะร้อนขึ้นและเย็นลงอย่างรวดเร็ว จะทำให้เกิดความเครียดตกค้าง ความเค้นตกค้างอาจอยู่ที่ 50% ถึง 70% ของความแข็งแรงครากของชิ้นส่วนที่พิมพ์ด้วยสแตนเลส ซึ่งสามารถนำไปสู่การงอหรือแตกหักได้ง่าย ถือบางสิ่งบางอย่างที่อุณหภูมิ 500–700 องศาเป็นเวลา 2–4 ชั่วโมงแล้วปล่อยให้เย็นช้าๆ เป็นตัวอย่างหนึ่งของขั้นตอนการหลอมที่สามารถลดความเค้นตกค้างได้มากกว่า 80% บริษัทแห่งหนึ่งที่ผลิตชิ้นส่วนรถยนต์ได้เพิ่มอายุการใช้งานของเหล็กกล้าแม่พิมพ์ที่พิมพ์แบบ 3 มิติ-จาก 50,000 เท่าเป็น 200,000 เท่าหลังจากการหลอม นอกจากนี้ยังลดการเสียรูปลงได้ถึง 90%
การควบคุมโครงสร้างองค์กร
โครงสร้างผลึกเรียงเป็นแนวของวัสดุที่พิมพ์ทำให้เกิดแอนไอโซโทรปี ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพมีความสม่ำเสมอน้อยลง การชุบแข็งและการแบ่งเบาบรรเทาสามารถทำให้ขนาดเกรนเล็กลง และสร้างโครงสร้างมาร์เทนซิติกที่สอดคล้องกัน หลังจากการชุบแข็ง (ระบายความร้อนด้วยน้ำที่ 1,050 องศา) และการแบ่งเบาบรรเทา (ระบายความร้อนในอากาศที่ 650 องศา) ความต้านทานแรงดึงของเหล็กกล้าไร้สนิม 316L เพิ่มขึ้นจาก 680MPa เป็น 920MPa และการยืดตัวเพิ่มขึ้นจาก 40% เป็น 25% อย่างไรก็ตาม ไอโซโทรปีได้รับการปรับปรุงอย่างมาก ซึ่งเป็นสิ่งที่ส่วนประกอบโครงสร้างการบินและอวกาศต้องการ
การปรับปรุงประสิทธิภาพพื้นผิว
ชิ้นส่วนสามารถทนทานต่อการกัดกร่อนและการสึกหรอได้มากขึ้นโดยใช้การปรับสภาพพื้นผิว เช่น การชุบด้วยไฟฟ้า การชุบด้วยสารเคมี อโนไดซ์ และอื่นๆ บริษัทวิศวกรรมการเดินเรือบางแห่งใช้เทคนิคการชุบนิกเกิลฟอสฟอรัสด้วยสารเคมีเพื่อบำบัดวาล์วสแตนเลสที่พิมพ์แบบ 3 มิติ- ทำให้ทนทานต่อการกัดกร่อนของสเปรย์เกลือได้นาน 2000 ชั่วโมง แทนที่จะเป็นเพียง 240 ชั่วโมง ซึ่งเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับการปฏิบัติงานในทะเลลึก-
3. เพิ่มความแม่นยำของมิติ: เป็นไปตามมาตรฐานการประกอบที่แม่นยำ
โดยทั่วไปความแม่นยำด้านมิติของการพิมพ์โลหะ 3 มิติคือ ± 0.1-0.5 มม. ซึ่งทำให้ยากต่อการตอบสนองความต้องการของการประกอบที่มีความแม่นยำสูง- กระบวนการหลังการประมวลผลใช้วิธีการต่างๆ เช่น การตัดเฉือนและการตัดด้วยลวด เพื่อทำให้สิ่งต่าง ๆ เข้ากันได้อย่างลงตัว

จับคู่การประมวลผลของพื้นผิว
สำหรับพื้นผิวที่ต้องพอดีกับชิ้นส่วนอื่นๆ เช่น รู เพลา และระนาบ ต้องใช้เทคนิค เช่น การกัดและการเจียร เพื่อให้ได้ขนาดการออกแบบที่ถูกต้อง บริษัทการบินและอวกาศบางแห่งใช้เครื่องแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์เชื่อมโยงห้า-แกนเพื่อประมวลผลฉากยึดโลหะผสมไทเทเนียมที่พิมพ์แบบ 3 มิติ-อย่างแม่นยำ สิ่งนี้จะรักษาพิกัดความเผื่อมิติของพื้นผิวผสมพันธุ์ระหว่าง ± 0.3 มม. ถึง ± 0.02 มม. เพื่อให้แน่ใจว่าฉากยึดจะพอดีกับระบบเครื่องยนต์อย่างสมบูรณ์
การแก้ไขกระทู้
ด้ายการพิมพ์อาจมีปัญหา รวมถึงโปรไฟล์ฟันที่หายไปและข้อผิดพลาดของระยะพิทช์ การกัดหรือการรีดเกลียวสามารถแก้ไขความแม่นยำของเกลียวได้ บริษัทอุปกรณ์ทางการแพทย์แห่งหนึ่งใช้เทคโนโลยีการรีดเกลียวเพื่อทำงานกับตะปูกระดูกสแตนเลสที่พิมพ์แบบ 3 มิติ ความแม่นยำของเกลียวอยู่ที่ระดับ 6 กรัม (มาตรฐาน ISO) และช่วงความผันผวนของแรงบิดเมื่อจับคู่กับแผ่นกระดูกลดลงจาก ± 15% เป็น ± 5%
4. ปฏิบัติตามมาตรฐานอุตสาหกรรม: ได้รับการรับรอง
ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การดูแลสุขภาพและการบิน มีมาตรฐานระดับสูงสำหรับคุณภาพของส่วนประกอบ โพสต์-การประมวลผลเป็นขั้นตอนสำคัญในการบรรลุมาตรฐานเหล่านี้

สาขาการดูแลสุขภาพ
FDA ระบุว่าการปลูกถ่ายต้องมีพื้นผิวที่หยาบ Ra < 0.8 μm และไม่ทิ้งสารอันตรายใดๆ บริษัทแห่งหนึ่งใช้การขัดเงาด้วยไฟฟ้ากับข้อต่อเทียมโคบอลต์โครเมียมอัลลอยด์ที่พิมพ์แบบ 3 มิติ ซึ่งทำให้พื้นผิวมีความหยาบน้อยลง (Ra0.4 μ m) และกำจัดไอออนนิกเกิลที่เหลืออยู่บนพื้นผิว ขาเทียมยังผ่านการทดสอบความเข้ากันได้ทางชีวภาพอีกด้วย
อุตสาหกรรมการบิน
ข้อกำหนดของ NASA ระบุว่าชิ้นส่วนโครงสร้างที่สำคัญจะต้องมีอายุการใช้งานนานกว่าปกติอย่างน้อย 10 เท่า บริษัทแห่งหนึ่งใช้เทคโนโลยีคอมโพสิตการรักษาความร้อนด้วย HIP+ เพื่อสร้างจานกังหันโลหะผสมอุณหภูมิสูง-พิมพ์นิกเกิล-โดยใช้- แผ่นดิสก์ใช้งานได้ 1.2 × 10 รอบ และผ่านการทดสอบความสมควรเดินอากาศ
5. การลดต้นทุนโดยรวม: ค้นหาสมดุลที่เหมาะสมระหว่างประสิทธิภาพและต้นทุน
หลังการประมวลผล-จะเพิ่มขั้นตอนมากขึ้น แต่สุดท้ายแล้ว จะช่วยลดต้นทุนโดยการทำให้ชิ้นส่วนทำงานได้ดีขึ้น และลดปริมาณของเสียลง

ลดค่าใช้จ่ายในการทำงานซ้ำ
หลังจากใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติและการบำบัดความร้อน บริษัทเฉพาะที่ผลิตแม่พิมพ์สำหรับรถยนต์ได้เพิ่ม-อัตราการส่งผ่านครั้งแรกของแม่พิมพ์จาก 60% เป็น 95% และลดต้นทุนในการทำงานซ้ำเนื่องจากการเสียรูปและการแตกร้าวถึง 70%
ยืดอายุการให้บริการ
ธุรกิจพลังงานโดยเฉพาะตัวปั๊มสแตนเลสพิมพ์ 3 มิติโดยใช้การบำบัดไนไตรด์ที่พื้นผิว ทำให้มีความทนทานต่อการสึกหรอมากขึ้นสามเท่า เพิ่มรอบการบำรุงรักษาจากสามเดือนเป็นสิบสองเดือน และลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษารายปีลง 60%