El valor del control de calidad de las superficies en la impresión 3D en metal
El rendimiento aerodinámico, la resistencia a la corrosión, la precisión del ajuste con otros componentes y la vida útil de los componentes aeroespaciales están directamente influenciados por la calidad de su superficie. Debido a sus propiedades únicas relacionadas con la fusión, solidificación y apilamiento del polvo, es probable que se desarrollen defectos en la superficie, incluidos poros, grietas y rugosidad desigual, durante toda la operación de impresión 3D de metal. Estos defectos no sólo comprometen la apariencia de las piezas sino que, de manera más crítica, también podrían reducir su rendimiento mecánico y su confiabilidad, y potencialmente causar importantes riesgos de seguridad. Por lo tanto, en los usos aeroespaciales, es absolutamente vital un control riguroso de la calidad de la superficie de las piezas metálicas impresas en 3D.
一, Problemas con el control de calidad de la superficie de impresión 3D de metal
1. Proceso de fusión y propiedades del polvo.
El proceso de fusión y la calidad de solidificación en la impresión 3D de metal están directamente influenciados por el tamaño, la forma y la composición química de las partículas de polvo empleadas. Los defectos superficiales en los polvos pueden deberse a agregaciones, oxidación o contaminación. El gradiente de temperatura, la velocidad de enfriamiento y la estabilidad del baño de fusión durante todo el proceso de fusión también influyen de manera crucial en la calidad de la superficie.
2. Efecto pila
Al apilar polvos metálicos capa por capa, la impresión 3D de metal crea piezas que pueden causar fácilmente problemas como ondulaciones en la superficie, mala unión entre capas y efectos de escalón. Especialmente en piezas aeronáuticas, los complejos diseños geométricos y los criterios de ajuste exactos resaltan estos problemas.
3. Herramientas tecnológicas de posprocesamiento
Para cumplir con los criterios de rendimiento finales, los artículos metálicos impresos en 3D generalmente necesitan tratamiento superficial, mecanizado y tratamiento térmico, entre otras operaciones de postratamiento. Si bien el mecanizado puede producir rayones o aumentar la rugosidad de la superficie, el tratamiento térmico puede causar oxidación, deformación o tensión residual en la superficie, por lo que es imposible pasar por alto cómo estas operaciones afectan la calidad de la superficie.
2,Técnicas de control de calidad de superficies en impresión 3D de metal.
1. debe maximizar los parámetros de fusión y la calidad del polvo.
Para evitar la aglomeración y contaminación del polvo, controle exactamente la distribución del tamaño de las partículas, la forma y el contenido químico del polvo. La estabilidad y el gradiente de temperatura del baño de fusión se pueden maximizar cambiando los parámetros de fusión, incluida la potencia del láser, la velocidad de escaneo, el espesor de la capa y el tamaño del punto, reduciendo así la aparición de defectos en la superficie.
2. Tecnología avanzada de apilamiento en capas.
El uso de técnicas de apilamiento de vanguardia incluye corte adaptativo, compensación de contorno y escaneo de ángulo variable para reducir las ondulaciones de la superficie y la mala unión entre capas. Simultáneamente, mediante la optimización del diseño de la estructura de soporte, se mejora la fuerza de unión entre el material de soporte y el cuerpo del componente. , mitigando así el daño superficial durante el proceso de retirada del soporte.
3. Capacidad tecnológica de posprocesamiento mejorada
Cree un esquema de proceso de postratamiento pulido para proporcionar control de temperatura y protección de la atmósfera durante el proceso de tratamiento térmico, reduciendo así la oxidación y la deformación de la superficie. Las herramientas y equipos de mecanizado de alta precisión ayudan a controlar los parámetros de corte y a reducir la rugosidad y los rayones de la superficie durante todo el proceso de mecanizado. Además, como medio para mejorar aún más la calidad de la superficie, se tienen en cuenta métodos de tratamiento de superficies que incluyen el pulido con chorro de arena, el pulido electrolítico y el pulido químico.
4. Control de seguimiento en tiempo real
Instale un microscopio óptico, detección de rayos X, termografía infrarroja o microscopía óptica para rastrear el estado del baño fundido, la distribución de la temperatura y la forma de la superficie durante la operación de impresión 3D de metal en tiempo real. Se combina algoritmos de aprendizaje automático, análisis en tiempo real y control de retroalimentación de los datos de monitoreo, y configuraciones de fusión y operaciones de postratamiento para garantizar la estabilidad de la calidad de la superficie mediante un ajuste rápido.
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