Embora a tecnologia de conformação por fusão seletiva a laser possa quase completar a fabricação precisa de peças de qualquer formato, a precisão fina de seu pós-processamento ainda é um problema difícil no processamento fino. Como a superfície de suas peças processadas (incluindo canais internos) contém pó remanescente do processo AM, a rugosidade inicial é relativamente alta. A seleção do sistema de preparação de superfície adequado é fundamental para a longevidade dos componentes e a eficiência geral do sistema.
Um método de alisar as superfícies internas e externas dos componentes AM é o polimento em lote. Durante o acabamento, a peça de trabalho é imersa em uma tigela de trabalho redonda preenchida com um meio de usinagem especial. Além disso, compostos especializados são adicionados no processo. A vibração da tigela de trabalho faz com que o meio e a peça de trabalho se movam ao redor da tigela de trabalho em um movimento espiral. A constante "fricção" da mídia contra a peça de trabalho cria um efeito de retificação/alisamento que produz a qualidade de superfície desejada.
O Departamento de Engenharia Mecânica e Química do Politecnico Milano, juntamente com a Rösler Italiana Srl, avaliou vários tratamentos (incluindo acabamento em lote) para alisar as superfícies internas e externas dos componentes AM, um processo que envolve canais de resfriamento conformes de diferentes formas e diâmetros (3, 5 , 7,5 e 10mm) peças são aparadas em massa, jateadas e aparadas em massa suportadas quimicamente. Os resultados para os três métodos de preparação de superfície foram surpreendentemente semelhantes: a superfície da peça de trabalho foi a mais lisa, conforme indicado por leituras de rugosidade superficial relativamente baixas e exibiu as vantagens típicas do acabamento acelerado quimicamente. O método de acabamento de qualidade com suporte químico apresentou um valor de Ra de 0,7 µm, o menor valor de rugosidade superficial e o menor tempo de ciclo. Os resultados também mostram que os valores finais de rugosidade são aproximadamente os mesmos em canais verticais e horizontais.
Tomando o polimento de ultraprecisão do titânio (TA2) como exemplo, os pesquisadores conseguiram um ataque isotrópico na superfície do material, otimizando parâmetros como eletrólito e tensão de ruptura. Após o polimento, o valor Ra da rugosidade da superfície diminuiu rapidamente de 64,1nm para 1,23nm, e uma superfície em nanoescala foi obtida com alta eficiência.
Pode ser econômico concluir protótipos ou mesmo dezenas de peças manualmente, mas se centenas ou mesmo milhares de peças forem produzidas, a necessidade de automação de pós-processamento na impressão 3D torna-se extremamente urgente.
Manufatura Aditiva Materiais de Alta Resistência Polimento a laser
As peças metálicas fabricadas com aditivos geralmente têm superfícies muito ásperas que precisam ser removidas com o processamento subsequente para atender às necessidades finais da peça impressa em metal. Devido à necessidade de mão de obra altamente qualificada e demorada e ao grau limitado de automação no processo de pós-processamento tradicional, a aplicação do processo de pós-processamento tradicional a peças de forma livre é bastante limitada.
O polimento a laser é um processo de alto rendimento, sem contato e totalmente automatizado que pode alcançar resultados satisfatórios na superfície de peças metálicas de impressão 3D, especialmente para peças metálicas fabricadas aditivamente com formas complexas e paredes finas.
Durante o polimento a laser, quando a superfície de um objeto é irradiada pela luz do laser, as frentes elevadas na superfície são fundidas em camadas finas, que são então redistribuídas nos vales sob a ação da tensão superficial e da gravidade. A capacidade do polimento a laser para polir materiais varia devido a mudanças nas propriedades do material, como ligas de alumínio altamente reflexivas a materiais de alta resistência Inconel e ligas de titânio.
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