Процес на топлинна обработка в 3D печат: технически принципи и анализ на значението

След обработката е ключов етап в адитивното производство . Всъщност много различни методи се използват в индустрията, които варират в зависимост от използваната 3D технология: като премахване на прах, премахване на поддръжка и оцветяване . Тази статия ще разгледа по-отблизо друг метод в адитивно производство: процес на обработка на топлината .

Значението на след обработката за 3D печат

Post-processing processes can take many forms, and the specific choice depends on the desired results, the materials used, and the preferred manufacturing technology. These include sintering, metal annealing, curing, and hot isostatic pressing. This type of post-processing has a clear goal: to reduce the internal stress of 3D printed parts and improve their mechanical properties. Depending on Избраната технология, разбира се, ще бъдат получени различни резултати, но целта е да повлияе на остатъчните напрежения, които могат да се появят по време на процеса на печат .

In additive manufacturing, depending on the selected printing process, the parts produced are subject to different temperatures and go through different degrees of heating and cooling stages. These stages have a direct impact on the parts that accumulate residual stresses. Therefore, heat treatment after printing is crucial, not only to eliminate these residual stresses, but also to affect the mechanical properties of the parts, such as Силата на огъване, пластичността и крайната твърдост . Антарктическа мечка ще ви запознае с няколко основни метода на лечение и тяхната роля .

△ Налично оборудване е на разположение за топлинна обработка в производството на добавки

Синтероване, ключова стъпка след обработка за метали и керамика

Sintering is one of the heat treatment methods that can be used for additive manufacturing. Note that sintering is more of a step in the manufacturing process than a post-processing method in its own right. In fact, it is mandatory when using binder jetting or indirect 3D printing. The latter refers to methods that use plastic filaments containing metal частици .

Чрез синхронизиране на зеленото тяло, получено след печат, ние премахваме свързващото вещество и втвърждаваме металните частици заедно . За да постигнем това, е необходима пещ за синтероване: Температурата се повдига до малко под точката на топене на използвания материал . Тази технология премахва оригиналните прахови частици, намалява порьозността на частта от частта и увеличава нейната твърдост {{ керамични прахове .

Помислете за феномена на свиване на крайната част . По време на процеса на синтероване материалните частици се комбинират и заменят свързващото вещество, като по този начин намалява размера на оригиналната част . Това намаление е около 15% до 20% .

△ Втвърдяването е често срещан метод за обработка на топлина за смола 3D отпечатани части

Втвърдяване, топлинна обработка на полимерни 3D отпечатани части

Ако сега насочим вниманието си към полимерите в производството на добавки, ще открием, че частите използват специална технология за обработка на топлината, за да подобрят крайните си свойства ., това, разбира се, се втвърдява, което се използва главно в смола 3D печат .

Смолите са съставени от няколко мономера, които не се свързват заедно, когато в течно състояние ., когато са изложени на UV източник, същите тези мономери се свързват, за да образуват желаната част ., въпреки че след печат, някои области няма да постигнат оптимално свързване, което рискува да компрометира общата сила Възможно омрежване, за да се случи .

Once the part is made, it will be cleaned to remove excess non-photopolymerized resin and printing supports, and the part can then be placed in a suitable machine. Typically, resin 3D printer manufacturers provide their own curing station, such as Formlabs and its Form Cure solution. This is a UV chamber that hardens the printed part and gives it its final Свойства . Това намалява нестабилността и рискът от счупване . втвърдяване също фиксира цвета на смолата, което го прави по -безопасно да се справи .

The result is a more durable part, which is critical in many fields. Factors such as the type of resin used and the size of the part will directly affect this heat treatment stage. Typically, the larger the part, the longer it will take to harden. This is a factor to consider in your manufacturing process.

△ Някои термопластици са съвместими с отгряването, което позволява да се използва като метод на обработка на топлината

Отгряване като метод за третиране на топлината с 3D печат

This heat treatment method involves exposing the 3D printed part to a certain temperature. Depending on the material used, the heat can be higher or lower. After heating, it is gradually cooled to increase its strength. The technique is widely used for metals, but also for glass. Some plastics can also be annealed, such as PLA and PETG . за други термопластици, като ABS, отгряването не е подходящо, тъй като топлината може да причини изкривяване .

Но как точно работи? По -конкретно, отгряването нагрява материала до температура над температурата на кристализация, но под точката на топене . за полимерите, това ще доведе до реорганизиране на молекулите, като по този начин подобрява стабилността на крайната част . за металите, отгряването позволява на зърно да се увеличи по размер чрез рекристализация.

In both cases, the duration of the annealing will affect the structure of the final part. The longer it is exposed to heat, the more its structure changes. For example, a plastic part will become smaller after annealing because the heat accelerates its shrinkage. This is an important consideration when designing a part.

△ Горещ изостатичен резервоар за натискане, инсталиран отгоре на 3D отпечатаната част

Методи за обработка на метална топлина

Note that annealing in 3D metal printing increases the ductility and strength of the created part. This technique is particularly suitable for steel. We will end our process analysis with some heat treatment methods specifically for metals. The first is hot isostatic pressing (HIP). It combines very high temperatures and isostatic inert gas pressure, which, when applied simultaneously, can increase the density and strength of the part. Specifically, the part is enclosed in a high-pressure containment and exposed to this heat/pressure combination. This eliminates all internal voids and residual porosity. The technology is also compatible with ceramics.

3D отпечатаните метални части могат да бъдат засилени и чрез гасене: Това изисква отопление на частта до много висока температура и след това да я охладите бързо . Това ще има влияние върху микроструктурата на частта . угасването обикновено изисква използването на течност, за да се охлади частта .}}}}, има много други методи за обработка на топлината, които се съчетават с допълнителното изброяване, което ще има за изброяване, което ще има предвид изброяването, което ще има предвид изброяването, което ще има предвид изброяването, което ще има за изброяване на изброяване, което ще има за изброяване, което ще има предвид използването на течност, за да се охлади частта .}, има много други методи за обработка на топлината, които се съчетават с допълнителното производство, което няма да има за изброяването на топлината. Тук . В допълнение, Антарктическата мечка най -накрая напомня на всички да разгледат някои важни параметри по време на етапа на проектиране, като скоростта на свиване на части .