Селективное лазерное плавление (SLM) - это процесс аддитивного производства, при котором металлические детали создаются путем плавления слоя металлического порошка с использованием лазера. В процессе SLM печати могут образовываться внутренние напряжения в детали из-за нескольких факторов:
1. Разница в температуре охлаждения: В процессе SLM лазер нагревает металлический порошок до очень высокой температуры, а затем деталь охлаждается. Быстрое и неравномерное охлаждение может вызывать разницу в сжатии и растяжении в разных участках детали, что приводит к образованию напряжений.
2. Зона перекрывания лазера: Там, где лазер пересекается с предыдущими слоями, может возникать перекрывание, что также может вызвать внутренние напряжения. Это может быть уменьшено изменением параметров печати, таких как энергия лазера и скорость сканирования.
3. Термические градиенты: Внутренние напряжения могут быть вызваны температурными градиентами в детали, особенно при плавлении и охлаждении. Это может привести к тому, что разные участки детали остывают с разной скоростью и создают напряжения.
4. Пористость материала: Поры внутри материала могут также вызывать внутренние напряжения, особенно если они заполняются жидким металлом в процессе SLM печати и затем охлаждаются и затвердевают.
Чтобы уменьшить или управлять внутренними напряжениями при SLM печати, инженеры могут применять следующие методы:
- Оптимизация параметров печати: Это включает в себя настройку параметров, таких как мощность лазера, скорость печати и плотность энергии, чтобы уменьшить разницу в температуре и перекрытие лазера.
- Постобработка: После SLM печати деталь может быть подвергнута термической обработке, как описано ранее, для устранения внутренних напряжений.
- Оптимизация дизайна: Разработка дизайна детали с учетом минимизации внутренних напряжений может помочь в снижении проблем.
- Контроль пористости: Уменьшение пористости материала может помочь снизить внутренние напряжения. Это может быть достигнуто путем оптимизации параметров печати и использования качественных металлических порошков.
Обратите внимание, что управление внутренними напряжениями - это важный аспект в процессе SLM печати, чтобы получить качественные и надежные металлические детали.
Термическая обработка отверждения (Annealing) может быть полезной после SLM (Selective Laser Melting) печати металлических деталей. Этот процесс предназначен для устранения внутренних напряжений и улучшения механических свойств металла, образовавшихся в результате быстрого нагрева и быстрого охлаждения во время печати . Вот как это может применяться в контексте SLM печати:
1. Нагрев до определенной температуры: Деталь, напечатанная с использованием SLM, подвергается нагреву до определенной температуры, которая зависит от материала и требований к детали. Температура обычно выбирается так, чтобы достичь состояния мягкости, при котором металл более податлив и мог подвергаться деформации.
2. Выдержка при заданной температуре: Деталь выдерживается при этой температуре в течение определенного времени. Время выдержки зависит от конкретных условий и может быть настроено для достижения желаемых результатов.
3. Постепенное охлаждение: После выдержки деталь осторожно охлаждается. Постепенное охлаждение помогает предотвратить возникновение новых внутренних напряжений и сохранить стабильность формы.
Процесс отверждения после SLM печати может иметь следующие преимущества:
- Уменьшение внутренних напряжений: Это может предотвратить деформацию и трещины в деталях, улучшая их долговечность и стабильность формы.
- Улучшение механических свойств: Отверждение может увеличить мягкость и пластичность металла, что может быть важно для конкретных приложений, таких как обработка и монтаж.
- Контроль микроструктуры: Процесс отверждения может помочь в управлении микроструктурой металла, что важно для улучшения прочности и устойчивости к ударным нагрузкам.
- Улучшение плотности и качества поверхности: Отверждение может также помочь устранить некоторые дефекты, такие как поры, и улучшить общую плотность и качество поверхности детали.
Параметры отверждения должны быть тщательно подобраны в зависимости от конкретных требований к детали и материалу, используемому при SLM печати. Этот процесс часто требует экспертного знания в области металлургии и 3D-печати.
Термическая обработка CoCr (кобальт-хром) используется для улучшения механических свойств и структуры этого металла. Кобальт-хромовые сплавы часто применяются в стоматологии и медицинском оборудовании, а также в других отраслях из-за своей прочности, коррозионной стойкости и биосовместимости. Вот некоторые основные режимы термической обработки CoCr:
1. Отжиг (Annealing):
- Температура: Обычно температура отжига для CoCr находится в диапазоне от 1100°C до 1200°C.
- Время выдержки: Время выдержки зависит от температуры и может варьироваться от нескольких минут до нескольких часов.
- Охлаждение: Далее следует медленное охлаждение в специальных печах или на воздухе, чтобы предотвратить быстрое охлаждение и снизить риск образования внутренних напряжений.
2. Закалка (Quenching):
- Температура: После отжига, CoCr может быть закалено путем быстрого охлаждения в специальных охлаждающих средах, таких как масло или вода.
- Охлаждение: Быстрое охлаждение используется для увеличения твердости материала.
3. Отпуск (Tempering):
- Температура: После закалки, CoCr может быть подвергнуто отпуску при более низких температурах, обычно в диапазоне от 350°C до 600°C.
- Время выдержки: Время отпуска может варьироваться в зависимости от конкретных требований, но обычно составляет несколько часов.
4. Устранение внутренних напряжений (Stress Relieving):
- Температура: Для уменьшения внутренних напряжений CoCr может быть подвергнуто термической обработке при более низких температурах, чем при отжиге, обычно в диапазоне 600°C - 700°C.
- Время выдержки: Время выдержки определяется требованиями к снятию напряжений.
5. Термическая обработка для управления микроструктурой (Microstructure Control):
- Температура и время выдержки: Могут быть оптимизированы в зависимости от требуемой микроструктуры.
Важно отметить, что точные режимы термической обработки CoCr могут различаться в зависимости от спецификаций и требований конкретных приложений. Перед проведением термической обработки CoCr рекомендуется консультироваться с экспертами по металлургии и медицинскими стандартами, чтобы обеспечить соответствие требованиям и получить желаемые механические свойства и структуру.
Выбор печи для термообработки после 3D печати зависит от нескольких факторов, таких как тип материала, размер и форма детали, требуемые параметры термической обработки и бюджет. Вот некоторые факторы, которые следует учитывать при выборе печи:
1. Тип материала: Разные материалы могут требовать разных температур и условий обработки. Убедитесь, что выбранная печь способна достичь и удерживать необходимую температуру для вашего материала.
2. Размер и форма детали: Если вам нужно обрабатывать большие или нестандартные детали, выберите печь с соответствующими габаритами и конфигурацией, которая позволит разместить детали внутри печи без искажений.
3. Точность температурного контроля: Для точной термической обработки важно иметь печь с высокой точностью контроля температуры и равномерным распределением температуры внутри камеры.
4. Скорость нагрева и охлаждения: Если вам нужно быстро изменять температуру или быстро охлаждать детали, уделяйте внимание спецификациям по скорости нагрева и охлаждения печи.
5. Атмосфера: Некоторые приложения требуют контроля атмосферы внутри печи. Например, вакуумные или инертные газы могут использоваться для предотвращения окисления материала.
6. Тип управления: Удостоверьтесь, что выбранная печь имеет современное управление с возможностью программирования и мониторинга процесса.
7. Соответствие стандартам и регулированиям: Если ваша деятельность подпадает под определенные стандарты или регулирования (например, медицинская промышленность), удостоверьтесь, что печь соответствует всем требованиям.
8. Бюджет: Учтите ваши бюджетные ограничения при выборе печи. При этом важно также учесть будущие затраты на обслуживание и ремонт.
9. Техническая поддержка и обслуживание: Проверьте наличие технической поддержки и доступности запасных частей от производителя печи.
10. Сроки и объем производства: Если у вас есть строгие сроки или большие объемы производства, убедитесь, что выбранная печь соответствует вашим потребностям по производительности.
При выборе печи для термообработки после 3D печати, рекомендуется обратиться к специалистам, которые обладают глубокими знаниями в области 3D печати и имеют опыт в работе с оборудованием для термообработки. Этот уникальный и редкий набор навыков и знаний доступен нам, и мы готовы помочь вам с выбором подходящей печи.