A manufatura aditiva tem a liberdade de criar formas complexas, mas, na prática, o acabamento superficial geralmente requer restrições de projeto. Embora melhorar a qualidade do pó metálico, otimizar a direção de construção e os parâmetros do processo possam melhorar a qualidade da superfície de peças fabricadas com aditivos até certo ponto, o problema da rugosidade da superfície da peça não pode ser completamente resolvido. Portanto, é necessário o pós-processamento de peças impressas em 3D. Os principais métodos de pós-processamento atuais incluem acabamento e usinagem. Vamos dar uma olhada nesses métodos.
Fprocesso de finalização
Os métodos de acabamento incluem principalmente polimento manual, jateamento de areia ou retificação CNC. A qualidade do polimento manual depende muito da experiência do operador, com baixa repetibilidade e consistência, alto custo de mão de obra e tempo, e a poeira gerada durante o polimento é prejudicial à saúde humana. Além disso, o jateamento de areia e a retificação CNC têm pouca acessibilidade de usinagem para peças com superfícies internas complexas e estruturas porosas, por isso geralmente são usados para limpar e polir a superfície externa das peças e remover camadas de óxido.
Para peças estruturais complexas com requisitos de alta qualidade de superfície: Ra é 0,8μm~1,6μm, o processo de acabamento enfrenta grandes desafios. Além dos métodos acima, há retificação adaptável à forma, polimento a laser, polimento químico e usinagem de fluxo abrasivo.
Esmerilhamento Adaptativo de Forma
A retificação adaptável à forma (SAG) é um novo processo para usinagem de forma livre de materiais difíceis de usinar, como cerâmica e metais duros. A semi-elasticidade da ferramenta permite a retificação no modo dúctil com alto acabamento superficial, apesar da menor rigidez do equipamento de usinagem. É relatado que alguns pesquisadores usam o método de moagem adaptável à forma da cabeça de moagem flexível esférica para polir a superfície livre de peças impressas em 3D de liga de titânio. A camada de defeito na superfície de manufatura aditiva é removida por polimento grosseiro e polimento fino, e a rugosidade superficial final Ra é inferior a 10 nm.
Polimento a laser
O polimento a laser usa um feixe de laser de alta energia para fundir novamente o material da superfície da peça para reduzir a rugosidade da superfície. Atualmente, a rugosidade da superfície Ra das peças polidas a laser é de cerca de 2~3μm. Devido ao alto custo do equipamento de polimento a laser, ele não tem sido amplamente utilizado no processo real de pós-processamento de impressão 3D.
Cpolimento hemico
Um resultado direto do polimento químico é o alisamento da microrugosidade e a formação do polimento, bem como a dissolução paralela da camada superior. Na manufatura aditiva de pequena escala, a remoção de estruturas ocas ou camadas esféricas soltas na superfície de peças com estruturas ocas tem um efeito significativo. Por polimento químico e polimento eletroquímico, a rugosidade da superfície de implantes porosos foi reduzida de 6~12 μm para 0.2~1 μm.
Usinagem de Fluxo Abrasivo
A Usinagem por Fluxo Abrasivo (AFM) é um processo de acabamento de superfície interna caracterizado pelo fluxo de um fluido carregado de abrasivo através de uma peça de trabalho. Este fluido é geralmente muito viscoso e tem a consistência de massa ou massa. O AFM pode alisar e polir superfícies ásperas e é projetado para rebarbar, polir superfícies, formar raios e até remover material. As propriedades do AFM o tornam ideal para superfícies internas, ranhuras, furos, cavidades e outras áreas de difícil acesso por outros processos de polimento ou retificação.
A tecnologia de fusão em leito de pó permite a melhor qualidade de superfície de qualquer processo de fabricação de aditivos metálicos. Além dos métodos de acabamento acima, às vezes é necessário usinar peças críticas. Esses dois métodos de pós-processamento têm sido amplamente utilizados em aplicações de moldes de impressão 3D. Vamos esperar por processos de usinagem de superfície mais simples e eficazes no futuro!
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