1.3D prinditud alumiiniumi ülevaade
Kasutades metallipulbrite, sealhulgas alumiiniumräni AISi12 ja AISi10Mg kihtide kaupa virnastamist, loob alumiiniumist 3D-printimine kolmemõõtmelisi asju. See tehnika ei taga mitte ainult suurt täpsust ja paindlikkust, vaid võimaldab ka keeruliste konstruktsioonide kiiret valmistamist. Materjalikasutuses, tootmiskuludes ja tarnetsüklites on 3D-prinditud alumiiniumil märkimisväärsed eelised võrreldes tavapäraste valu- ja sepistamistehnikatega.
Siiski tekitab metalli 3D-printimine teatud raskusi. Näiteks alumiiniumil on kõrge keemiline aktiivsus; kui see jahvatatakse pulbriks, suureneb selle pindala ja tõuseb ka keemiline aktiivsus, muutes põletamise lihtsaks ja suurendades seeläbi ohutusprobleeme töötlemise ajal. Lisaks on keeruline alumiiniumi paagutamine, kuna sellel on väga madal tugevus, halvad mehaanilised omadused ning selle pinnale võivad tekkida tihedad ja tugevad alumiiniumoksiidkatted. Need probleemid piiravad mõnevõrra 3D-prinditud alumiiniumi võimalikke rakendusi.
2. Anodeerimise juhtidee ja tunnused
Anodeerimine on elektrokeemiline protsess, mille käigus metall, näiteks alumiinium, mis asetatakse anoodina ettenähtud elektrolüüdi lahusesse välisvoolu toimel, tekitab selle pinnale kaitsva oksiidiladestuse. Lisaks metalli korrosiooni- ja kulumiskindluse suurendamisele rõhutab see oksiidisade ka dekoratiivset mõju.
Anoodoksiidkilel on mõned väga silmapaistvad omadused. Esiteks võivad kõvad kiled saavutada alumiiniumisulamitel 400–600 HV, samas kui tavalised oksiidkatted on vahemikus 100–300 HV. Kulumis- ja kriimustuskindluse osas pakub see suurepärane kõvadus anodeeritud kilele suuri eeliseid. Teiseks võivad anoodoksiidkile väga tugevad adhesiooni- ja adsorptsiooniomadused seostuda tihedalt erinevate katete, liimide, värvidega jne, pakkudes seega hea alumise kihi järgmiseks katmiseks ja värvimiseks. Lisaks võimaldab anodeeritud kilel säilitada ühtlast jõudlust paljudes vaenulikes tingimustes selle hea korrosioonikindlus, elektriisolatsioon ja kõrge soojusisolatsioon.
3.3D prinditud alumiiniumi anodeerimine
Anodeerimist kasutatakse 3D-printimisel, eriti alumiiniumisulami prototüüpide puhul, mis on toodetud pulberkihi sulatamise, elektronkiirega sulatamise või mõne muu metalli 3D-printimise meetodiga. See on nii, kuna 3D-prinditud alumiinium on üks materjale, mille jaoks anodeerimine on enamasti sobiv, ning alumiinium ja selle sulamid.
3D-prinditud alumiiniumi anodeerimisprotsess sarnaneb tavaliste alumiiniumtoodete omaga. 3D-prinditud alumiiniumi pinna tasandamine, rasvaärastus, söövitamine või poleerimine on esmatähtis, et tagada selle pinna tasasuse ja sileduse vajadus. Seejärel asetage töödeldud 3D-prinditud alumiinium anodeerimispaaki ja käivitage oksüdatsiooni töötlemiseks alalisvool. Alumiiniumi pinnale tekib oksüdatsiooniprotsessi käigus kiiresti tihe mittepoorne kiht ehk tõkkekiht, mille järel tekib poorne kiht. Poorne kiht koosneb poorsetest heksaeedrilistest sammastest koosnevatest väikestest aukudest iga üksuse keskel, mis ulatuvad kuni alumiiniumipinna tõkkekihini. Poorse kihi paksus suureneb oksüdatsiooni käigus järk-järgult, kuni saavutatakse sobiv paksus.
Peale selle, et 3D-prinditud alumiinium pärast anodeerimist parandab oluliselt selle pinnaomadusi, täiustab see ka selle dekoratiivseid ja praktilisi aspekte. Erinevate esteetiliste eesmärkide täitmiseks saab näiteks elektrolüüdilahuse koostise ja oksüdatsioonitingimuste reguleerimise teel toota erineva tooniga anoodoksiidkilesid. Lisaks võib anodeeritud kile olla katete või kihtide alumine kiht, suurendades seega kattekihtide või kihtide ja mitteväärismetalli vahelist haardumist ja vastupidavust.
4. Anodeerimistöötluse kasutamine ja väljavaade
Anodeerimistöötluse kasutusvõimalused 3D-prinditud alumiiniumis on mõnevõrra laiad. Esiteks võib 3D-prinditud alumiiniumi anodeerimine kosmosetööstuses suurendada selle osade korrosiooni- ja kulumiskindlust, pikendades seega nende kasutusiga ja alandades hoolduskulusid. Teiseks võib autotööstuses anodeerimine anda 3D-prinditud alumiiniumist sõidukiosadele kauni välimuse ja suurepärase jõudluse, rahuldades nii tarbijate topeltvajadusi auto kvaliteedi ja esteetika järele. Lisaks kasutatakse tsiviiltööstuses mitmete spetsiifiliste funktsionaalsete vajadustega alumiiniumtoodete, sealhulgas elektriisolatsioonikihtide, elektrolüütkondensaatorite dielektriliste kihtide jne tootmiseks anodeerimist.
Anodeerimistehnikal on siiski teatud raskused ja piirangud. Näiteks mõjutavad anoodoksiidkile paksust ja jõudlust erinevad elemendid, sealhulgas elektrolüüdi koostis, oksüdatsioonipinge, oksüdatsiooniaeg jne. Reaalsetes rakendustes on seega hädavajalik maksimeerida ja muuta sõltuvalt konkreetsetest nõuetest. Lisaks nõuab anodeerimine kvalifitseeritud tööriistu ja operaatoreid, et tagada raviprotseduuri tõhusus ja ohutus.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/high-quality-3d-printing-bike-frame.html