Kas pinnatöötlus mõjutab korrosioonikindlust?

Kui olete ostnud või täpsustanud3D trükkimine metalligaosad mis tahes aja jooksul, olete tõenäoliselt seda kogenud: osad näevad masinalt maha tulles täiuslikud välja, saavad esimesel ülevaatusel heakskiidu ja siis - nädalat või kuud hiljem - hakkavad põllul ilmnema roosteplekid, täpid või ootamatu kahjustus.

Olen istunud teisel pool laudu paljude pettunud inseneride ja hankejuhtidega, kes kulutasid SLM-i 3D-printimise metallile palju raha ainult selleks, et vaadata, kuidas osad soola-pihustustestides või reaalses{2}}kokkupuutes ebaõnnestuvad. Kõige tavalisem eksiarvamus, mida kuulen? "See on roostevaba teras, - see ei tohiks roostetada."

Siin on tõde kelleltki, kes on näinud sadu neid projekte: pinnatöötlus on sageli erinevus aastaid kestva osa ja kuude jooksul ebaõnnestunud osa vahel. sisseSLM 3D metallist printimine, on prinditud pind- teie suurim haavatavus. Täna tõmban eesriide ette selle kohta, miks see täpselt juhtub ja mida saate sellega teha.

SLM-i 3D-printimise metalli ainulaadne pinnageograafia

Erinevalt CNC-töötlusest, mis lõikab materjali puhtalt ära, ehitab SLM osad kiht-kihilt pulbrist. Iga kiht sulatatakse laseriga ja tulemuseks on pind, mis on täis osaliselt sulanud pulbriosakesi, kihijooni ja mikroskoopilisi orusid - klassikaline "trepiefekt".

Tüüpilised -prinditud Ra väärtused jäävad vahemikku 8–25 μm, mõnikord kõrgemad allapoole suunatud-pindadel. See pole lihtsalt "karm" -, see on väikeste pragude ja lahtiste osakeste maastik, mis toimivad niiskuse, kloriidide ja saasteainete magnetina. Need omadused muudavad teoreetiliselt korrosioonikindlast -sulamist osaks, mis korrodeerub oodatust kiiremini.

Eriti problemaatilised on osaliselt sulanud pulbriosakesed. Need loovad galvaanilised elemendid ja püüavad elektrolüüte, kiirendades lokaalset korrosiooni. Seetõttu jõuavad paljud kliendid, kes jätavad korraliku pinnaviimistluse vahele, enneaegse rikke, isegi kui nad kasutavad esmaklassilisi pulbreid.

Kuidas pinna karedus põhjustab korrosiooni

Korrosioon SLM-i osades avaldub tavaliselt kahes peamises vormis:

Pragude korrosioon: väikesed vahed ja orud hoiavad kinni seisva vedeliku. Hapniku tase praos langeb, samas kui ümbritsev ala jääb hapnikuga küllastunud, tekitades söövitava aku, mis sööb metalli sisse.

Punktkorrosioon: initsiatsioonikohaks saab üks sügav org või varjatud osake. Kui passiivne oksiidikiht on purunenud, kasvab süvend kiiresti, põhjustades sageli konstruktsiooni rikke juba ammu enne seda, kui ülejäänud osal on nähtavaid kahjustusi.

Mida siledam on pind, seda ühtlasem ja stabiilsem on passiivne oksiidikiht (Cr₂O3 roostevabal terasel, TiO₂ titaanil). Karedad pinnad lõhuvad selle kihi ja pakuvad lugematul hulgal rünnaku alguspunkte.

Kvantitatiivsed andmed(tegelike{0}}testide keskmised):

Kõrgem löögipotentsiaal=palju parem takistus. Andmed ei valeta - pinnaviimistlus võib parandada korrosioonikindlust suurusjärgu võrra.

Mitte kõik sulamid ei reageeri ühtemoodi

316L roostevaba teras Kõige tavalisem valik metallist 3D-printimise hulgimüügiteenuste jaoks söövitavas keskkonnas. See toetub suuresti kroomi-rikkale passiivsele kihile. As-prinditud 316L on eriti haavatav, kuna kiire sulamine ja jahutamine võib põhjustada mikro-segregatsiooni ja pinnaoksiide. Õige elektrooniline poleerimine mitte ainult ei silu pinda, vaid rikastab oluliselt kroomisisaldust pinnal, suurendades oluliselt jõudlust.

Titaan (Ti-6Al-4V) Tänu stabiilsele TiO₂-kihile on loomulikult suurepärane korrosioonikindlus. Kuid trükitud titaanil on endiselt alfa-ümbris ja lõdvalt kinnitatud osakesed, mis tuleb eemaldada. Mere- või keemiarakendustes saab isegi titaanile kasu sihipärasest pinnatöötlusest.

Nikli{0}}põhised supersulamid (IN718, IN625) Kasutatakse kõrgel -temperatuuril ja väga söövitavas keskkonnas. Need on andestavamad kui roostevaba teras, kuid kannatavad siiski pinnaoksiidide ja elementide eraldamise tõttu. Kuumtöötlemine + viimistlemine ei ole-kaubeldav, et tagada pikaajaline vastupidavus.

Hea kohandatud SLM-i 3D-printimise teenusepakkuja mõistab neid erinevusi ja kohandab vastavalt nii printimisparameetreid kui ka järeltöötlust.

Olulised pinnatöötlused korrosiooni peatamiseks

Siin on see, mis tegelikult praktikas töötab:

Mehaaniline poleerimine ja liivapritsiga töötlemine Hea esimene samm lahtise pulbri eemaldamiseks ja jämeda kareduse vähendamiseks. Üksi ei piisa karmides keskkondades.

Elektropoleerimine Keeruliste SLM-osade kuldstandard. See eemaldab piigid, jämedused ja suurendab passiivset kihti samaaegselt. Suurepärane sisekanalite jaoks, kuhu muud meetodid ei pääse.

Keemiline passiveerimine Tugevdab veelgi kaitsvat oksiidkilet pärast silumist.

Kuumtöötlus jäetakse sageli tähelepanuta kui korrosioonitööriist, kuid pinget leevendav lõõmutamine vähendab jääkpingetest põhjustatud mikro{0}}galvaanilisi rakke.

Parim tööstuslik metallist 3D-printimise tehas integreerib need etapid valideeritud protsessivoogu, selle asemel, et käsitleda neid lisandmoodulitena.

Päris-maailma stsenaariumid

Marine Industry Offshore andurite korpused ja klapid trükitud 316L. Kuna-prinditud osad ei läbinud soola-pihustustesti vähem kui 100 tunniga. Pärast elektropoleerimist + passiveerimist ületas sama konstruktsioon 1000 tundi minimaalse täppidega.

Meditsiinilised implantaadid Luu{0}}kontakttsoonides kasutatakse luude integreerimiseks sihilikult karedaid pindu, kuid kõik muud pinnad peavad olema siledad. Kehv viimistlus põhjustab siin ioonide vabanemist ja põletikku.

Keemilise töötlemise hapete{0}}käitlemise kollektorid. Siledad sisepinnad on olulised - isegi väikesed augud võivad põhjustada lekkeid ja katastroofilisi rikkeid.

Kulude võrdlemine: pärast{0}}töötlemine vs. osade asendamine

Viimistlemine võib osa hinnale lisada 20–40%, kuid selle vahelejätmine maksab sageli 5–10 korda rohkem, kui võtta arvesse rikkeid, väljavahetamist, seisakuid ja võimalikku vastutust. Üks meresektori klient vähendas pärast nõuetekohaste pinnaprotokollide rakendamist oma iga-aastast asendusmäära 65%.

Korduma kippuvad küsimused

Kas ma saan kasutada 3D-prinditud metallosi merevees ilma poleerimata?

Üldiselt ei. Isegi titaanile tuleb korralik viimistlus pikaajalisel-merel kokkupuutel kasuks.

Kas liivaprits parandab või kahjustab korrosioonikindlust?

See aitab enne{0}}lahtist osakesed eemaldada, kuid üksi sellest tavaliselt ei piisa. Sellele peab järgnema poleerimine või passiveerimine.

Milline on ideaalne Ra väärtus{0}}korrosioonikindla 316L osa jaoks?

Ra 0,2–0,4 μm enamiku agressiivsete keskkondade jaoks. Alla 0,8 μm on hea jõudluse üldine miinimum.

Miks on minu 3D-prinditud osadel roostelaike isegi siis, kui need on valmistatud titaanist?

Tavaliselt pinna saastumise, sisseehitatud pulbri või alfa-korpuse tõttu. Õige puhastamine ja söövitamine lahendavad selle.

Pinnatöötlus SLM-i 3D-printimises Metall ei ole kosmeetiline lisand, - see on üks olulisemaid tegureid, mis määrab tegeliku vastupidavuse-. Erinevus aastaid usaldusväärselt töötava osa ja enneaegselt rikki läinud osa vahel taandub sageli pinna ettevalmistamisele.

Kui hankite metallist 3D-printimise hulgimüügiteenuseid või töötate tööstusliku metallist 3D-printimise tehasega, tehke pinnaviimistlusest alates esimesest päevast vestluse osa. Küsige nende protsessivoo, valideerimisandmete ja teie konkreetse keskkonnaga seotud kogemuste kohta.

Õige metallist 3D-printimise tootja mitte ainult ei prindi teie osi -, vaid tarnib osi, mis tegelikult jäävad ellu ka tingimustes, mida te neile kasutate.

Kas vajate abi oma praeguse tarnija hindamisel või järgmise projekti jaoks pinnatöötluse optimeerimisel? Võtke julgelt ühendust. Pärast sadade nende juhtumite nägemist suudan tavaliselt varjatud riskid üsna kiiresti märgata - ja, mis veelgi olulisem, näidata teile, kuidas neid lahendada, enne kui need muutuvad kalliteks probleemideks.