Qual é o objetivo principal do pós{0}}processamento para impressão 3D de metal?

1. Livrar-se de falhas de produção: garantir que os itens atendam aos critérios de qualidade
Como a impressão 3D de metal cria camadas, sempre haverá falhas na superfície e no interior do objeto. Se esses problemas não forem resolvidos, eles afetarão diretamente o funcionamento das peças e sua duração.

Corrigindo falhas de superfície
As peças impressas geralmente apresentam problemas em suas superfícies, como linhas de camada, rebarbas e sobras de suporte. Por exemplo, a rugosidade superficial de peças impressas de liga de alumínio pode ser tão alta quanto Ra10–20 μm, que é substancialmente maior do que Ra1,6 μm do processamento tradicional. Métodos de tratamento de superfície, incluindo jato de areia, polimento e esmerilhamento, podem tornar a superfície muito mais lisa. Por exemplo, após o jato de areia, a rugosidade da superfície de uma determinada pá de motor de aviação passou de Ra15 μm para Ra3,2 μm. Isso eliminou microfissuras superficiais e impediu que fraturas por fadiga ocorressem devido à concentração de tensão.
Livrar-se de falhas internas
Quando o metal é impresso em 3D, ele pode apresentar falhas internas, como poros e rachaduras, se o pó não se fundir totalmente ou se o gás não sair com rapidez suficiente. A tecnologia de prensagem isostática a quente (HIP) usa um ambiente de alta-temperatura e alta-pressão (normalmente 1.000–1.200 graus e 100–200 MPa) para alterar a forma dos materiais, fechar poros internos e aumentar a densidade de 98% para mais de 99,9%. Depois que uma certa empresa de dispositivos médicos usou o processamento HIP para imprimir próteses de articulação do quadril em liga de titânio em 3D, a vida útil da fadiga passou de 10 ⁶ vezes para 10 ⁷ vezes, o que atendeu aos padrões internacionais.
2. Melhore o desempenho dos materiais: certifique-se de que eles possam lidar com circunstâncias de trabalho difíceis
A microestrutura das peças metálicas impressas em 3D é diferente daquela dos itens fabricados no passado, e o pós--processamento é necessário para que funcionem melhor em geral.

Alívio do estresse residual
Quando a impressão 3D de metal aquece e esfria rapidamente, deixa para trás um estresse residual. A tensão residual pode ser de 50% a 70% do limite de escoamento das peças impressas em aço inoxidável, o que pode facilmente levá-las a dobrar ou quebrar. Manter algo a 500–700 graus por 2–4 horas e depois deixá-lo esfriar lentamente é um exemplo de procedimento de recozimento que pode reduzir a tensão residual em mais de 80%. Uma certa empresa que fabrica peças de automóveis aumentou a vida útil de seu molde de aço-impresso em 3D de 50.000 para 200.000 vezes após o recozimento. Eles também reduziram a deformação em 90%.
Regulação da estrutura organizacional
A estrutura cristalina colunar dos materiais impressos causa anisotropia, o que torna o desempenho menos consistente. A têmpera e o revenido podem diminuir o tamanho do grão e criar uma estrutura martensítica consistente. Após têmpera (resfriamento em água a 1050 graus) e revenimento (resfriamento ao ar a 650 graus), a resistência à tração do aço inoxidável 316L passou de 680MPa para 920MPa, e o alongamento passou de 40% para 25%. Porém, a isotropia melhorou muito, que é o que os componentes estruturais aeroespaciais precisam.
Melhorando o desempenho da superfície
As peças podem se tornar mais resistentes à corrosão e ao desgaste usando tratamentos de superfície, incluindo galvanoplastia, revestimento químico, anodização e outros. Uma certa empresa de engenharia marítima usa a técnica química de níquel-fósforo para tratar válvulas de aço inoxidável-impressas em 3D. Isso os torna resistentes à corrosão por névoa salina por 2.000 horas, em vez de apenas 240 horas, que é o necessário para operações-em alto mar.
3. Melhorando a precisão dimensional: atendendo aos padrões de montagem precisos
A precisão dimensional da impressão 3D de metal é normalmente de ± 0,1-0,5 mm, o que torna difícil atender às necessidades de montagem de alta-precisão. O pós-processamento usa métodos como usinagem e corte de arame para fazer com que as coisas se encaixem perfeitamente.

Combinando o processamento de superfícies
Para superfícies que precisam se ajustar a outras peças, como furos, eixos e planos, técnicas como fresamento e retificação devem ser usadas para obter as dimensões corretas do projeto. Uma certa empresa aeroespacial emprega um centro de usinagem de articulação de cinco{1}}eixos para processar com precisão braquetes de liga de titânio-impressos em 3D. Isso mantém a tolerância dimensional da superfície de contato entre ± 0,3 mm e ± 0,02 mm, garantindo que os suportes se encaixem perfeitamente no sistema do motor.
Consertando tópicos
A impressão de roscas pode apresentar dificuldades, incluindo falta de perfis de dentes e erros de passo. A fresagem ou laminação de roscas pode corrigir a precisão da rosca. Uma certa empresa de equipamentos médicos emprega tecnologia de laminação de roscas para trabalhar com pregos ósseos de aço inoxidável impressos em 3D. A precisão da rosca está no nível de 6g (padrão ISO) e a faixa de flutuação de torque quando combinada com placas ósseas cai de ± 15% para ± 5%.
4. Cumpra os padrões da indústria: obtenha a certificação
Em setores como saúde e aviação, existem padrões elevados de qualidade dos componentes. O pós-processamento é uma etapa importante para atingir esses padrões.

área de saúde
O FDA afirma que os implantes devem ter uma rugosidade superficial de Ra <0,8 μm e não deixar nenhuma substância perigosa. Uma empresa empregou polimento eletrolítico para imprimir próteses articulares em liga de cobalto-cromo em 3D. Isso tornou a superfície menos áspera (Ra0,4 μm) e eliminou quaisquer sobras de íons de níquel na superfície. As próteses também passaram nos testes de biocompatibilidade.
indústria da aviação
Os requisitos da NASA dizem que peças estruturais importantes devem durar pelo menos 10 vezes mais que o normal. Uma empresa usou tecnologia de compósito de tratamento térmico HIP+ para fabricar um disco de turbina de liga de alta-temperatura-impresso em 3D com base em níquel-. O disco durou 1,2 × 10 ⁷ ciclos e passou nos testes de aeronavegabilidade.
5. Redução dos custos globais: encontrar o equilíbrio certo entre desempenho e custo
O pós-{0}}processamento adiciona mais etapas, mas, no final, reduz os custos, fazendo com que as peças funcionem melhor e diminuindo a quantidade de refugo.

Reduza os custos de retrabalho
Depois de usar tecnologia de impressão 3D e tratamento térmico, uma empresa específica que fabrica moldes para carros aumentou a-taxa de aprovação dos moldes na primeira vez de 60% para 95% e reduziu em 70% o custo de retrabalho devido a deformações e rachaduras.
Prolongue a vida útil do serviço
Uma empresa de energia específica imprimiu corpos de bombas em aço inoxidável em 3D usando um tratamento de nitretação de superfície. Isto tornou-os três vezes mais resistentes ao desgaste, prolongou os ciclos de manutenção de três para doze meses e reduziu as despesas anuais de manutenção em 60%.