É necessário realizar novamente o tratamento superficial após a retirada do suporte?

一, Tipos e razões para falhas superficiais após a retirada do suporte
1. Danos mecânicos: Danos à superfície causados ​​pelo contato com uma ferramenta
Para retirar suportes de metal, as pessoas costumam usar equipamentos como alicates, rebolos ou lasers. Por exemplo, ao retirar a estrutura de suporte dos canais de resfriamento internos das pás das turbinas dos motores de aeronaves, a utilização de ferramentas de corte de liga dura pode criar arranhões na superfície do substrato da liga de titânio com profundidade de 0,1 a 0,3 mm. O sistema de suporte do robô de Zhejiang Tuobo mantém a pressão de contato dentro de 0,1N usando o controle de feedback de força; no entanto, indentações locais ainda podem ocorrer devido a variações na dureza do material.
2. A zona-afetada pelo calor é a área onde o corte a laser deixou para trás a tensão.
Quando o corte a laser suporta, a superfície do material pode ficar quente o suficiente para gerar uma zona afetada pelo calor (HAZ). Por exemplo, ligas de alta-temperatura-à base de níquel podem perder de 20% a 30% de sua dureza após o corte a laser, e podem se formar microfissuras. Os dados experimentais para um tipo específico de bocal de motor de foguete indicam que a taxa de propagação de fratura da superfície-cortada a laser, sem tratamento térmico, é três vezes maior que a do substrato durante o teste de fadiga.
3. Resíduos de pó: um problema na limpeza de estruturas complicadas
Durante o processo de fusão em leito de pó (PBF), o espaço entre a estrutura de suporte e o substrato pode conter pó que ainda não derreteu. Um estudo de caso de uma empresa de implantes médicos demonstra que quando a espessura da camada de pó restante na interface de osseointegração do copo acetabular é superior a 0,1 mm, a eficiência da integração óssea cai de 40%. 5% a 10% do pó não pode ser eliminado mesmo com triagem vibratória e limpeza do fluxo de ar. Isso ocorre devido à adsorção eletrostática ou bloqueio mecânico.
2, A necessidade de tratamento superficial secundário: um modelo de decisão baseado em como será utilizado
1. No campo aeroespacial, o desempenho é garantido em condições muito ruins.
O tratamento de superfície secundário é obrigatório na fabricação de câmaras de combustão para motores de aeronaves. O canal de fluxo interno deve ser capaz de suportar temperaturas de 1.500 graus e pressões de 10 MPa. Após a remoção do suporte, a rugosidade superficial (Ra) deve ser mantida abaixo de 0,8 μm. Uma empresa usa o processo combinado "jateamento + polimento eletrolítico":
Tratamento de jato de areia: Use partículas de areia de alumina de malha 200 para reduzir o valor Ra de 6,3 μm para 1,6 μm. Isso cria uma camada de tensão compressiva com 0,5–1 μm de espessura e aumenta a resistência à fadiga em 15%.
Polimento eletrolítico: usando um processo eletroquímico para dissolver uma solução-à base de fosfato, o valor de Ra é reduzido para 0,4 μm e as microfissuras na superfície causadas pelo jato de areia são removidas.
2. Implantes médicos: critérios essenciais de biocompatibilidade
A qualidade da superfície dos implantes ortopédicos de liga de titânio tem um impacto direto na forma como eles se integram ao osso. Se o valor Ra da superfície após a remoção do suporte for superior a 1,6 μm, experimentos revelaram que a taxa de adesão dos osteoblastos cai em 60%. Uma empresa usa o processo de três-etapas de "polimento mecânico + ataque ácido + anodização":
Polimento mecânico: Use lixa de grão 600 para se livrar dos detritos de suporte e manter o valor Ra igual ou inferior a 3,2 μm.
Tratamento com condicionamento ácido: Faça o ataque ácido em uma solução mista de ácido fluorídrico e ácido nítrico por 10 minutos para criar uma estrutura microporosa com 5–10 μm de espessura e ajuda as células ósseas a proliferarem.
Anodização: Crie um filme de óxido de TiO ₂ com 200 nm de espessura a 18V. Isto torna a superfície cinco vezes mais resistente à corrosão e confere-lhe uma cor dourada, o que a torna mais aceitável em ambientes clínicos.
3. Moldes industriais: encontrar um equilíbrio entre utilidade e custo
Na fabricação de moldes de injeção, o tratamento superficial secundário precisa encontrar um compromisso entre custo e desempenho. Método específico de uma empresa para eliminar o suporte de moldes de liga de alumínio após o tratamento:
Solução que funciona para a economia: Para atender às necessidades comuns de moldagem de plástico, é feito apenas o tratamento com jato de areia (valor Ra menor ou igual a 3,2 μm). Isso reduz o custo por peça em 40%.
Solução com alto desempenho: Aumente a usinagem de precisão CNC (valor Ra <0,8 μm), o que é bom para peças de molde que precisam ser muito brilhantes ou transparentes, mas levará três vezes mais tempo para fazer.
3, Evolução Tecnológica: Grandes avanços em automação e inteligência
1. Um robô para ajudar na revolução da precisão do sistema
O sistema robótico de seis{0}}eixos da Zhejiang Tuobo usa posicionamento visual 3D e controle de feedback de força para remover suportes com uma precisão de menos de um milímetro. No caso de uma determinada empresa de aviação, a tecnologia reduziu a taxa de suporte residual das pás das turbinas de 12% para 0,5% e também reduziu os danos causados ​​por intervenção manual.
2. Combinando diferentes tipos de tecnologia de processamento
A empresa alemã EOS fabricou o equipamento integrado “de support polishing”, que faz o polimento magnetoreológico (MRF) logo após a retirada do suporte. O MRF pode tornar as superfícies mais lisas de 3,2 μm a 0,1 μm em menos de 10 minutos sem danificar a subsuperfície. Isso é possível porque os fluidos não -newtonianos ficam mais espessos quando são cisalhados.
3. Otimização preditiva da tecnologia digital twin
A Siemens produziu o programa NX MCD, que pode mostrar como a tensão na superfície muda após a remoção do suporte. Um modelo digital gêmeo foi usado para encontrar a melhor rota de corte a laser para uma lâmina de motor. Isso fez com que a zona afetada pelo calor tivesse 0,5 mm de largura em vez de 0,2 mm e dobrou a vida útil à fadiga.