לפני שנדון בהפגת מתח, בואו נבין תחילה מהו מתח שיורי.
מהו מתח שיורי?
לחץ שיורי הוא הלחץ שקיים באובייקט כדי לשמור על שיווי משקל כאשר אין גורם חיצוני הפועל עליו. במהלך תהליך הייצור, החלקים יושפעו מגורמים שונים כגון תהליכים. כאשר גורמים אלו נעלמים, אם לא ניתן לבטל לחלוטין את ההשפעות וההשפעות שהוזכרו לעיל על הרכיבים, עדיין נותרו כמה השפעות והשפעות על הרכיבים. ההשפעה וההשפעה של שארית זו היא מתח שיורי.
מנקודת המבט של עבודה אנרגטית, כאשר הכוח החיצוני גורם לעיוות הפלסטי של העצם, הוא יגרום לעיוות הפנימי של העצם, ובכך יצבור חלק מהאנרגיה; כאשר הכוח החיצוני מסולק, האנרגיה עם חלוקת מתח פנימי לא אחידה תשתחרר. אם השבריריות של האובייקט נמוכה, אז האובייקט יתעוות לאט, ואם השבריריות גבוהה, יווצרו סדקים.
מתח שיורי נפוץ מאוד בייצור מכני, ומתח שיורי נוצר לרוב בתהליכים שונים. עם זאת, בעיקרו של דבר, ניתן לקבץ את המנגנונים שיוצרים מתח שיורי לשלוש קטגוריות:
הקטגוריה הראשונה היא דפורמציה פלסטית לא אחידה;
הקטגוריה השנייה, שינויי טמפרטורה לא אחידים;
הקטגוריה השלישית היא שינויים מבניים לא הומוגניים (מעברי פאזה).
סכנות של לחץ שיורי
מסיווג המתח השיורי, ניתן לראות שהמתח השיורי יגרום לאובייקט להתעוות באיטיות, וכתוצאה מכך שינוי בגודל האובייקט, וכתוצאה מכך גודלם הלא מתאים של החלקים המעובדים. יחד עם זאת, יש לו גם השפעה חשובה מאוד על חוזק העייפות שלו, עמידות בפני קורוזיה במתח, יציבות הממדים וחיי השירות.
כיצד למנוע מתח שיורי הוא אתגר חשוב בייצור תוסף
מתח שיורי הוא גם אחד האתגרים החשובים ביותר לייצור תוסף, ובמקרים מסוימים, מתח שיורי יכול להשפיע על החלק המודפס עד כדי כך שהוא מכופף את פלטפורמת הבנייה כולה, מפריד את החלק מפלטפורמת הבנייה או יסדוק את החלק עצמו. זו אחת הסיבות לכך שחלקים המיוצרים באופן תוסף דורשים לעתים קרובות תוספת של מבני תמיכה. רק לאחר שהלחצים שיוריים וריכוזי המתח הללו מוקלים על ידי טיפול בחום, ניתן להסיר את החלק מפלטפורמת היצירה.
כיום, שיטות ביטול הייצור המסורתיות כוללות ארבע שיטות: טיפול בחום, לחיצת עומס סטטי, הזדקנות רטט וטיפול מכני. בשל המאפיינים הטכניים של ייצור תוסף שניתן ליצוק ללא תבניות, ניתן לשקול אופטימיזציה של הטופולוגיה כדי להתגבר על מתח שיורי בעת תכנון החלק עצמו. למשל, צמצום אזורים בעלי עובי לא אחיד והימנעות משינויי חתך גדולים ככל האפשר; או עיצוב פלטפורמת יצירת חימום מראש ותא יצירת חימום על ציוד הדפסה תלת מימדית יכולים להפחית ביעילות את ההשפעה של מתח שיורי. עם זאת, בשלב זה, כיצד לשפר את חלוקת הלחץ השיורי עדיין תלוי בניסיון של המעצב, כך שלא ניתן להימנע ממתח שיורי.
מתח שיורי הוא הלחץ שנשאר בחומר מוצק לאחר שהוסרו כל הגורמים המכניסים לחץ. אותם מנגנונים שיכולים ליצור מתח שיורי בייצור מכני מסורתי חלים על ייצור תוסף. בחלקים מבניים מעוצבים ומודפסים, מתח שיורי בלתי צפוי או בלתי נשלט עלול להוביל לכשל מוקדם של החלק. חשוב במיוחד להתגבר ביעילות על הלחץ השיורי בייצור חלקים.
תוכנה להפגת מתחים בהדפסת תלת מימד
תוכנת החיתוך UPrise3D המקומית שפותחה בעצמה פיתחה פונקציית הפגת מתחים. על ידי הפעלת פונקציה זו, שיטת ההדפסה והנתיב מתוכננים אוטומטית בהתאם למבנים השונים של מודל החלקים להורדת מתחים כדי למזער את הצטברות הלחץ השיורי. בתהליך ההדפסה ניתן לממש את בקרת הדפורמציה של הדגם בשלב הסינטר.
להלן הסבר על מארזי ההדפסה עם ובלי פונקציית הפחתת המתח המתאפשרת על ידי ההדפסה:
ניתן לראות מהחלקים המבניים שאחרי הפעלת פונקציית הפגת המתח, בעצם אין סטייה בזווית לאחר הסינטר. עבור החלקים המבניים ללא פונקציית הפגת המתח, ניתן לראות את העיוות הברור באופן אינטואיטיבי, וסטיית הזווית גדולה יחסית.
עבור כמה דגמים בעלי קירות דקים, דפורמציה שלאחר ההלבנה עלולה להתרחש עקב הצטברות מתח בכיוון ההדפסה. מהשוואה של שתי הקבוצות הבאות של דגימות עם קירות דקים, ניתן לראות שלאחר הפעלת פונקציית הפגת המתח, התוצר המסונטר הוא ללא ספק
הפגת מתחים חשובה מאוד בהדפסת תלת מימד, ניקח את הגורם הזה בחשבון בהדפסה, כך שהחלקים שאנו מדפיסים יציבים ב-99 אחוז, ולא קלים לעיוות, פיתול וכו'.