Kuidas vältida detailide pinna kahjustamist tugiprotsessi ajal?

一, protsessi võimalike kahjustuste mehhanismi varundamiseks
1. Kahjustused mehaanilisest pingest
Mõlgid ja kriimud: kui tavalised lihvkettad või traatharjad võtavad tugesid maha, võivad kõvad osakesed jätta osade pinnale kriimustusi, eriti õrnadele materjalidele, nagu titaanisulamid ja koobaltkroomisulamid.

Deformatsioon ja pragunemine: freesimisel või treimisel võib tugipunktis, kus tugi detailiga kokku puutub, tekkida pinge. See võib põhjustada lokaalseid deformatsioone ja isegi mikropragusid, näiteks õhukeste seinte või konsooltaladega piirkondades.
2. Probleemid kuumuse{1}}mõjutatud tsoonis (HAZ)
Laseriga lõikamine: toe lõikamisel võivad suure{0}}energiaga laserkiired põhjustada osade teatud piirkondades liiga kuumaks muutumist. See võib põhjustada pinna oksüdeerumist, muutusi kõvaduses või tera jämedust (nagu Inconel 718 kõrgel temperatuuril sulami puhul).
Elektriline tühjendustöötlus (EDM): tühjendamine tekitab väga kõrge temperatuuri (kuni 8000–12000 kraadi), mis võib pinnakihi ümber sulatada ja tõsta jääkpinget.
3. Keemilise reostuse võimalus
Söövitav aine: Kui kande eemaldamiseks kasutatakse keemilist söövitamist, võib lahuse kontsentratsiooni õige reguleerimata jätmine põhjustada detaili pinna ühtlase korrodeerumise või süvendite tekke (nagu alumiiniumisulami reageerimisel happelise lahusega).
Ristsaastumine: kui tugimaterjale (nt roostevaba teras) segatakse ringlussevõtuks komponentmaterjalidega (nt titaanisulam), võivad lisandid sattuda segusse ja muuta materjalide omadusi.
2, protsessi optimeerimine: protsessi täielik juhtimine projekteerimisest töötlemiseni
1. Tugikonstruktsiooni disaini täiustamine
Muutke kontaktpind väiksemaks: mehaanilise jõu vähendamiseks toe õhkutõusmisel kasutage pinnatoe asemel punkt- või joontuge. Näiteks võib meditsiiniliste implantaatide, nagu näiteks acetabulaarsete tasside, tugikonstruktsioon muuta kontakti läbimõõdu väiksemaks kui 0,5 mm.
Disain, mida on lihtne murda: tehke toe ja osade ühendusse nõrgad kohad, nagu V-kujulised sooned või eelpuuritud augud-, et neid oleks lihtsam käsitsi murda või hiljem madala rõhuga lõigata.
Lahustuv tugimaterjal: keeruliste sisestruktuuride jaoks kasutatakse vees{0}}lahustuvaid või kuumsulavaid-tugimaterjale, nagu polüvinüülalkohol (PVA). Need materjalid eemaldatakse nende lahustamisel või kuumutamisel, et vältida mehaanilist kokkupuudet.
2. Töötlemisparameetrite täpne juhtimine
Lõikamine madala pingega:
Lõiketraat (WEDM): kasutatakse parameetreid, mille impulsi laius on alla 10 μs ja tippvool alla 5 A, et hoida soojussisend madalal ja peatada pinna uuesti sulamine.
Veejoaga lõikamine: külma lõikamiseks ja termiliste mõjude vältimiseks hoitakse rõhk vahemikus 200–400 MPa. Seda tehakse puhta veega või veejoaga, millele on lisatud abrasiive, näiteks granaati.
Kihiline freesimine: paksude tugisüsteemide jaoks kihiline freesimise tehnika lühikese lõikesügavusega (<0.2mm) and a high feed rate (>500 mm/min) kasutatakse lõikejõu hajutamiseks ja deformatsiooniriski vähendamiseks.
3. Paljude protsesside koos rakendamine
Lasermehaaniline komposiittugi: esmalt kasutage väikese{0}}võimsusega laserit (alla 100 W), et sulatada ühendus detaili ja toe vahel. Seejärel kasutage selle purustamiseks käsitööriistu, et vähendada mehaanilist pinget. Näiteks GE Additive'i Concept Laser M2 masin kasutab seda tehnoloogiat titaanisulamist osadega töötamiseks.
Keemiline mehaaniline sünergistlik töötlemine: alumiiniumisulamist valmistatud tükkide puhul kasutage esmalt leeliselist lahust (nagu NaOH), et lahustada osa kandjast. Seejärel poleerige kriimustuste vältimiseks ülejäänud konstruktsioon pehme poleerimislapiga (nagu nailon).
3, Tööriistade ja materjalide valimine: pinnakaitsetõke
1. Tööriistad, mis ei puutu kokku
Ultraheli tugi: kõrgsagedusliku{0}vibratsiooni (20–40 kHz) kasutamine tugistruktuuri lõhkumiseks, mis on hea täppisosade, näiteks mikrokanalisüsteemide jaoks. Näiteks Sonic Milli ultraheli tugisüsteem mahutab alla 1 mm läbimõõduga tugesid.
Plasmasöövitus on tugimaterjalide valikuline eemaldamine madala-temperatuuriga plasmaga, näiteks Ar/O2 segagaasiga, et need ei puutuks kokku. Seda lähenemisviisi on rakendatud koobaltkroomisulamist tugedele, millel puudub tugi ja mille pinna karedus on Ra<0.8 μm.
2. Tööriistad, mis on pehmed või painduvad
Silikoonpoleerimispea: A Shore Aeglaselt pöörlevat (alla 500 pööret minutis) 30–50 kõvadusega silikoonpoleerimispead saab kasutada kõverate osade puhastamiseks ja kriimude nähtavaks muutmiseks.
Magnetpoleerimislahus: ferromagnetiliste osakeste (nt ränikarbiidi) panemine õli- või vee-põhistesse kandjatesse ja magnetvälja kasutamine osakeste liigutamiseks pimealade poleerimiseks. Näiteks Magnaluxi magnetilist poleerimislahust on kasutatud õhusõiduki mootorilabade töötlemiseks ilma igasuguse toeta.
3. Madalatel temperatuuridel töötlemise tehnoloogia
Vedela lämmastikuga jahutamine jahvatamine: jahvatamise ajal pihustage vedelat lämmastikku (-196 kraadi) tugimaterjalile, et muuta see rabedaks, vähendada lõikejõudu ja hoida tükke liiga kuuma eest. Seda meetodit on kasutatud toetamata nikli-põhiste kõrge temperatuuriga sulamist osade puhul, mille pinna kõvaduse muutused on alla 5%.
Puhastamine kuivjääpuhastusega: kuivjää osakeste (-78 kraadi) pihustamiseks kasutatakse kõrgsurveõhuvoolu (0,5–0,7 MPa). See muudab tugistruktuuri rabedaks ja kukub maha, mis on hea keeruliste sisemiste radade jaoks.
4, kaitse pärast töötlemist: kaks parandamise ja tugevdamise garantiid
1. Pindade kinnitamise tehnoloogia
Laservooder: sama materjali kasutatakse mikrokriimustuste või aukude parandamiseks, mis tekivad pärast toe eemaldamist. Kattekihi paksust saab valida vahemikus 10 kuni 50 μm ning aluspinnaga sidumistugevus on üle 400 MPa.
Elektrokeemiline poleerimine: elektrolüütide (selline fosforhappe ja väävelhappe segu) kasutamine esemete pinnale paistvate tükkide valikuliseks lahustamiseks, et saada sile viimistlus. Näiteks võib elektrokeemiline poleerimine vähendada titaanisulamist osade pinnakaredust Ra 3,2 μm-lt 0,2 μm-le.
2. Kaitse kattekihtide eest
Füüsiline aurustamine-sadestamine (PVD): 1–3 μm paksuste kõvade katete (nt TiN ja CrN) kandmine esemete pinnale võib muuta need kulumis- ja korrosioonikindlamaks. Näiteks pärast TiN-katte töötlemist suureneb meditsiiniliste implantaatide pinna kõvadus kolm korda ja hõõrdetegur väheneb 50%.
Keemiline konversioonikate: Keemiline töötlemine, nagu kromaadi passiveerimine, tekitab detaili pinnale paksu oksiidiladestuse. See peatab sekundaarse saastumise toetamata protsessi ajal. Näiteks pärast kromaadiga töötlemist võivad alumiiniumisulamist osad vastu pidada soolapihustuskorrosioonile rohkem kui 1000 tundi.