O valor do controle de qualidade de superfície na impressão 3D de metal
O desempenho aerodinâmico, a resistência à corrosão, a precisão do ajuste com outros componentes e a vida útil dos componentes aeroespaciais são diretamente influenciados pela qualidade da superfície. Devido às suas propriedades únicas relacionadas à fusão, solidificação e empilhamento do pó, falhas superficiais, incluindo poros, rachaduras e rugosidade irregular, são propensas a se desenvolver durante a operação de impressão 3D do metal. Estas falhas não só comprometem a aparência das peças, mas também, de forma mais crítica, podem diminuir o seu desempenho mecânico e confiabilidade, e potencialmente causar grandes riscos de segurança. Assim, em usos aeroespaciais, o monitoramento rigoroso da qualidade da superfície das peças metálicas impressas em 3D é absolutamente vital.
一, Problemas com controle de qualidade de superfície de impressão 3D de metal
1. Processo de fusão e propriedades do pó
O processo de fusão e a qualidade da solidificação na impressão 3D de metal são diretamente influenciados pelo tamanho, formato e composição química das partículas do pó empregadas. Falhas superficiais em pós podem resultar de agregações, oxidação ou contaminação. Influenciar crucialmente a qualidade da superfície também inclui o gradiente de temperatura, a taxa de resfriamento e a estabilidade da poça de fusão durante todo o processo de fusão.
2. Efeito de pilha
Ao empilhar pós metálicos camada por camada, a impressão 3D de metal cria peças que podem facilmente causar problemas como ondulações na superfície, má ligação entre camadas e efeitos de degrau. Particularmente em peças aeronáuticas, projetos geométricos intrincados e critérios de ajuste exatos destacam esses problemas.
3. Ferramentas tecnológicas de pós-processamento
Para atender aos critérios finais de desempenho, os itens metálicos impressos em 3D geralmente precisam de tratamento de superfície, usinagem e tratamento térmico, entre outras operações de pós-tratamento. Embora a usinagem possa produzir arranhões ou aumentar a rugosidade da superfície, o tratamento térmico pode causar oxidação, deformação ou tensão residual da superfície, por isso é impossível ignorar como essas operações afetam a qualidade da superfície.
2,Técnicas de controle de qualidade de superfície em impressão 3D de metal
1. deve maximizar os parâmetros de fusão e a qualidade do pó.
Para evitar aglomeração e contaminação do pó, controle exatamente a distribuição do tamanho das partículas, o formato e o conteúdo químico do pó. A estabilidade e o gradiente de temperatura da poça de fusão podem ser maximizados alterando os parâmetros de fusão, incluindo potência do laser, velocidade de varredura, espessura da camada e tamanho do ponto, diminuindo assim a ocorrência de falhas superficiais.
2. Tecnologia avançada de empilhamento em camadas.
O uso de técnicas de empilhamento de ponta inclui corte adaptativo, compensação de contorno e varredura de ângulo variável para reduzir ondulações superficiais e má ligação entre camadas. Simultaneamente, por meio da otimização do projeto da estrutura de suporte, a resistência de ligação entre o material de suporte e o corpo do componente é aprimorada , mitigando assim os danos superficiais durante o processo de remoção do suporte.
3. Melhor capacidade tecnológica de pós-processamento
Crie um esquema de processo de pós-tratamento polido para fornecer controle de temperatura e proteção da atmosfera durante o processo de tratamento térmico, reduzindo assim a oxidação e a deformação da superfície. Ferramentas e equipamentos de usinagem de alta precisão ajudam a controlar os parâmetros de corte e reduzem a rugosidade e riscos da superfície durante todo o processo de usinagem. Além disso, são levados em consideração como meios de melhoria adicional da qualidade da superfície os métodos de tratamento de superfície, incluindo jateamento de areia, polimento eletrolítico e polimento químico.
4. Controle de monitoramento em tempo real
Instale microscópio óptico, detecção de raios X, termografia infravermelha ou microscopia óptica para rastrear o status da poça fundida, distribuição de temperatura e formato da superfície durante a operação de impressão 3D de metal em tempo real. A combinação de algoritmos de aprendizado de máquina, análise em tempo real e controle de feedback de dados de monitoramento e configurações de fusão e operações de pós-tratamento é feita para garantir a estabilidade da qualidade da superfície por meio de ajuste imediato.
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