האם לשדות שונים יש את אותם צרכים עבור גימור הדפסות תלת מימד ממתכת?

1. תעופה וחלל: הביצועים הטובים ביותר ויכולת ההסתגלות לסביבות קיצוניות
למגזר המטוסים יש תקנים תובעניים מאוד עבור חלקי מתכת מודפסים בתלת מימד. בקיצור, חלקים אלה חייבים להיות חזקים, מסוגלים להתמודד עם טמפרטורות גבוהות, אמינים וקלים. לדוגמה, להבי טורבינה של מנועי מטוס צריכים לפעול בטמפרטורות של מעל 1000 מעלות ולקיים כוחות צנטריפוגליים של עשרות אלפי סיבובים בדקה. הם גם צריכים להיות קלים ב-30% עד 50% מיציקות סטנדרטיות. סביבת עבודה קשה מאוד זו מחייבת שלוש דרישות עיקריות לעיבוד שלאחר-:

בקרת מבנה מיקרו: שימוש בכבישה איזוסטטית חמה (HIP) כדי להיפטר מנקבוביות פנימיות ולהשיג את צפיפות החומר קרוב ל-100%. חברת מטוסים מסוימת מעסיקה להבי סגסוגת טיטניום מודפסים בתלת מימד מטופלים ב-HIP. להבים אלה מחזיקים מעמד פי חמישה יותר מאשר חלקים לא מטופלים והם חזקים ב-92% כמו חלקים מזויפים.
היפטרות ממתח שיורי: המתח השיורי מתהליך ההתכה הסלקטיבית בלייזר (SLM) יכול להגיע עד 60% מחוזק התפוקה של החומר. חישול מתח (החזקה ב-550 מעלות למשך 4 שעות) נדרש כדי להוריד את רמת הלחץ לרמה בטוחה. לאחר טיפול זה, המבנה הנושא-עומס של ספינת חלל נתונה הצליח לשנות צורה מ-3.2 מ"מ ל-0.1 מ"מ.
שליטה על שלמות פני השטח: ליטוש אלקטרוליטי מוריד את חספוס פני השטח מ-Ra12.5 מיקרומטר ל-Ra0.4 מיקרומטר ויוצר שכבת פסיבציה בעובי 1-2 מיקרומטר. זה גורם לבדיקת ריסוס המלח להימשך בין 200 שעות ל-2000 שעות והופך את המוצר לבטוח לשימוש בסביבות ימיות.
2, שתלים רפואיים: תאימות ביולוגית והתאמה אישית
העסק הרפואי זקוק לחלקי מתכת מודפסים בתלת מימד בטוחים עבור יצורים חיים וניתן להשתמש בהם בדרכים רבות ושונות. הבעיה העיקרית היא לוודא ש"פונקציית מבנה החומר" תואמת שלוש פעמים. לדוגמה, תותבת מפרק ירך מותאמת אישית צריכה לעמוד בפרמטרים הבאים לעיבוד שלאחר-:

הפעלה ביולוגית פני השטח: שכבת תחמוצת נקבוביות בעובי של 20 מיקרומטר נוצרת על פני השטח של סגסוגת טיטניום באמצעות חמצון מיקרו קשת. הנקבוביות נשמרת בין 30% ל-40%, וגודל הנקבוביות הוא בין 50 ל-100 מיקרומטר, דבר הדומה למבנה של טרבקולות עצמות אנושיות. מחקר קליני הראה שטיפול משטח זה יכול להגביר את קצב שילוב העצם ב-40%, ולהשיג שיעור יציבות של תותבת של 98.7% שישה חודשים לאחר-הניתוח.
טיפול שאינו משתמש במגנטים: כדי שתהודה מגנטית גרעינית תעבוד, המגנטיות השיורית של החומר חייבת להיות פחות מ-5nT, ויש להסיר את ההבדל בכיוון התחום המגנטי המתרחש במהלך ההדפסה באמצעות טיפול בתמיסה מוצקה (בידוד של 850 מעלות למשך שעתיים וריבוי מים). לאחר טיפול זה, אזור חפצי התמונות הנגרמים על ידי סטנט לבבי ספציפי במכונת MRI 3T התכווץ ב-82%.
בקרת גודל הייחודית לך: מרכז עיבוד של חמישה- צירים מטחן את משטח המפרק בגודל של ±0.02 מ"מ. באמצעות הנדסה הפוכה לסריקת נתוני CT של מטופל, הדפסת תלת מימד ועיבוד דיוק CNC, שתל תיקון גולגולת מותאם אישית מתאים ל-99.3% מאתר הפגם.
3. ייצור מכוניות: איזון משקל ועלות
בתחום הרכב, קיים צורך "מקוטב" בחלקי מתכת מודפסים בתלת מימד. מודלים-מתקדמים רוצים את הביצועים הטובים ביותר, בעוד שמודלים-בעלי עלות נמוכה רוצים להפחית את העלויות. הדרישה הייחודית הזו דוחפת את טכנולוגיית העיבוד שלאחר-השינוי בשתי דרכים:

עיבוד רכיבים-בביצועים גבוהים: מעטפת המנוע של רכב אנרגיה חדש בנוי מסגסוגת אלומיניום מודפסת בתלת מימד. טיפול תרמי T6 (תמיסה מוצקה 530 מעלות + יישון מלאכותי 170 מעלות) מעלה את חוזק המתיחה מ-280 MPa ל-380 MPa. המוליכות התרמית משופרת גם מ-120W/(m · K) ל-180W/(m · K) כדי לספק את הצרכים של מודולי IGBT לפיזור חום.
עיבוד של רכיבים כלכליים: מודל כלכלי ספציפי משתמש בסוגריים מנירוסטה מודפסים בתלת מימד, עם חספוס פני השטח מופחת מ-Ra10 מיקרומטר ל-Ra3.2 מיקרומטר באמצעות טיפול בהתזת חול באמצעות חלקיקי חול Al2O3 בגודל 80 mesh. במקביל, נוצרת שכבת מתח דחיסה בעובי 0.5 מיקרומטר, אשר מאריכה את חיי העייפות מ-50,000 ל-200,000 מחזורים, העומדת בקריטריונים של שימוש של 10 שנים.
אופטימיזציה של ייצור אצווה: מכשיר SLM מרובה-ראשי לייזר מדפיס גוף שסתום שידור ספציפי, ואינטרפרומטר לייזר מקוון בודק את איכות ההדבקה הבין-שכבתית בזמן אמת. בעזרת טיפול אוטומטי בהצפת זריקות (חרוזי זכוכית, גודל חלקיקים 220 רשת), זמן העיבוד שלאחר-לחתיכה אחת נחתך מ-45 דקות ל-12 דקות, שזה מספיק זמן להכנת 500,000 חתיכות בשנה.
4. ציוד אנרגיה: מובטח חיים ארוכים ועמידות בפני קורוזיה
חלקי מתכת מודפסים בתלת מימד צריכים להיות מסוגלים להתמודד עם תנאים קשים מאוד, כמו טמפרטורות גבוהות, לחצים גבוהים וקורוזיה משמעותית. זה נכון בתחומי האנרגיה הגרעינית, הפטרוכימיה ואחרים. שסתום נפט וגז תת-ימי ספציפי בנוי מסגסוגת על בסיס ניקל- שהודפסה בתלת-ממד. מערכת העיבוד שלאחר-שלו כוללת:

ניקוי באמצעות נוזלים סופר-קריטיים: שימוש ב-CO2 נוזלי כדי לנקות שאריות אבקה בתעלת הזרימה הפנימית, שיטה זו יעילה פי שמונה מניקוי קולי טיפוסי, וגודל החלקיקים שנשארו נשמר מתחת ל-10 מיקרומטר.
טיפול בחום שיפוע: על ידי כיבוי מפולח (מרווית מים ב-1050 מעלות + 760 מעלות השמת שמן), נוצרת שכבה מרטנסיטית בעובי 1 מ"מ על פני החומר, בעוד המבנה האוסטניט נשמר בליבה. זה גורם לקשיחות ההשפעה של השסתום לעבור מ-20J ל-120J בתנאי טמפרטורה נמוכה של -46 מעלות.
טכנולוגיית ציפוי מרוכב: ראשית, התזת פלזמה יוצרת שכבה קרמית Al2O3-13% TiO2 בעובי 0.3 מ"מ. לאחר מכן, חיפוי לייזר מוסיף שכבת סגסוגת NiCrBSi בעובי 0.1 מ"מ. זה מוריד את קצב הקורוזיה של השסתום מ-0.02 מ"מ לשנה ל-0.001 מ"מ לשנה בתמיסת 5% NaCl.