Kas osad vajavad pärast printimise lõppu kuumtöötluse suurendamist?

一, tehniline põhimõte: kuidas kuumtöötlus muudab trükitud osade mikrostruktuuri ja jõudlust
Konkreetne viis, kuidas 3D -prinditud esemeid tehakse, on see, mis põhjustab nende jõudlusprobleeme. Näiteks metallise laseripulbri voodiga (l - pbf) tehnikaga skaneerib laserkiire kiiresti pulbripeenra, põhjustades materjali läbimist raskeid sulamis- ja tahkestavate temperatuuritsüklite. See viib järgmiste probleemideni:
Jääkpinge kogunemine: kiire jahutamine loob temperatuurigradiendi, mis paneb endast tõmbepinge. See võib põhjustada selle painutamise või isegi purunemise.
Mikrostruktuuri defektid: väikestel võrdsuknaga teradel on palju nihestusi ja poore, mis muudavad materjali nõrgemaks ja vähem vastupidavaks.
Performance anisotroopia: seose tugevus kihtide vahel on madalam kui materjali enda oma, mis lühendab osade väsimuse eluiga.
Haldades selliseid asju nagu temperatuur, aeg ja keskkond, kontrollib kuumtöötlus hoolikalt trükitud esemete mikrostruktuuri. Konkreetne mehhanism koosneb:
Lõõmutamine stressi leevendamiseks: isolatsioon materjali ümberkristallimise temperatuurist allapoole, et jääkine pinge saaks roomamismehhanismi kaudu. Näiteks kui lõõmutate lennundusmootori labasid 650 kraadi pärast printimist, võite jääkpinget vähendada rohkem kui 80% ja hoida deformatsiooni 0,1 mm kaugusel.
Teraviljakasv ja ümberkristallimine: Directional Recrystalliseerimise tehnoloogia abil muudetakse pisikesed terad sammastekristallideks, mis joonduvad peamise pinge teljega. See muudab materjali roomamisele palju vastupidavamaks. Nickeli - põhil põhinevas kõrgel - temperatuurisulamist printides tõmbas MIT -meeskond kiirusega 2,5 mm/h üle kuuma tsooni 1235 kraadi. See suurendas tera suurust kolme suurusjärgu võrra ja lõi pugemiskiiruse pooleks.
Kuum isostaatiline pressimine (puusa) on tihene töötlemine, mis vabaneb sisemiste pooride, muutes materjali kuju kõrgsurve (100–150 MPa) ja kõrge temperatuuri (1000–1200 kraad) all. Siemensi energia vähendas gaasiturbiini labade poorsust 0,8% -lt 0,02% -ni ja kolmekordistas nende väsimuse tööiga pärast puusa töötlemist.
2, nõudlus tööstuses: kõrge - lõpptootmine sõltub väga kuumtöötluse paranemisest.
1. lennunduse väljal on kaks probleemi: jõudlus ja kaal.
Lennukimootorite turbiini labad peavad olema võimelised hakkama saama üle 100MPa temperatuuril 1300 kraadi. Traditsioonilised valatud labad kasutavad teravilja orientatsiooni . 3 d prinditud labade reguleerimiseks suunatud tahkestamistehnoloogiat seevastu, et sama asja tegemiseks tuleb neid kuumtöödeldud. Ge kasutas L - PBF -tehnoloogiat hüppe mootori kütuse otsiku printimiseks. See optimeerib faasi sademeid tahke lahuse ja vananeva töötlemise kaudu, mis vähendab kaalu 25% ja tõstab temperatuurikindluse 1100 kraadi.
2. energiaseadmete väli: usaldusväärsuse standardid väga karmides tingimustes
Enam kui 20 aastat peavad aurugeneraatori soojusülekande torud üliõpiste soojusenergia üksustes töötama 620 kraadi ja 31 MPa juures. Oksiidkile ja mittetäielike sulandumisvead fikseerimiseks trükitud kihtide vahel tuleb kuumutada 3D -trükitud tükke. Kohalik ettevõte kasutab vaakumi lõõmutamist ja pinna alumiiniumist infiltratsiooniravi, et teha GH1333 sulami soojusülekandetorud, mis on piisavalt tugevad, et ületada tuumaenergia ohutuseeskirju (120MPa).
3. Meditsiiniliste implantaatide valdkonnas peab olema tasakaal biosobivuse ja mehaanilise ühilduvuse vahel.
Stressi varjestuse mõju minimeerimiseks peavad titaansulami ortopeedilistel implantaatidel olema õige tugevuse ja elastse mooduli segu. 3D -prinditud puusaliigese proteesi elastset moodulit saab langetada 110GPa -lt 80GPA -ni, kontrollides + kahefaasilist kude kuumtöötlusega. See on lähemal inimese kortikaalse luu elastsele moodulile (10-30GPA).
3, tavaline näide: kuumtöötluse kasutamine industrialiseerimise parandamiseks
Näide 1: gaasiturbiini labade kasutamine tööstuses
Siemens Energy kasutab Sgt-8000H gaasiturbiini labade printimiseks l - PBF-tehnoloogiat. Need rakendavad jõudluse parandamiseks järgmisi kuumtöötluse meetodeid:
Lahendusravi: säilitage 4 tundi 1150 kraadi juures, et lahustada faas ja leevendada jääkprintimisstressi.
Ajavahemik: maatriksi tegemiseks nano - skaala 'faasiga maatriksi valmistamiseks.
Puusaravi: tihenemine 1200 kraadi /150 MPa juures, et vabaneda puudustest.
Pärast testimist tõusis töödeldud terade kõrge - temperatuuri vastupidavus tugevus 40% ja nende pugemise määr langes 60%. Nad läbis 5000-tunnise samaväärse elutesti.
2. juhtum: tuumareaktorite kattetorude jõudluse kontrollimine
Hiina Teaduste Akadeemia metalliuuringute instituut on teinud 3D - trükitud GH1333 sulamist kattega torud, mis vastavad kiirete reaktorite vajadustele, mis kasutavad nende jahutamiseks naatriumi.
REBLYSTALLAALIMINE Teatud suunas: Kristallkonstruktsiooni tegemiseks minge soojendusega tsoon 1250 kraadi kiirusel 5 mm/min.
Oksüdatsioonikaitsekattega: pärast kuumtöötlemist pihustage CR3C2 NICR kattekiht. See alandab oksüdatsiooniresistentsuse kiirust 90% aurukeskkonnas 600 kraadi juures.
Kalakatte torude tursevastane jõudlus simuleeritud õnnetuste tingimustes suureneb 20% võrreldes tüüpiliste väljapressidega torudega, pakkudes olulist tehnoloogilist tuge neljanda põlvkonna tuumaenergiaseadmete lokaliseerimiseks.