Kako se izogniti poškodbam površine delov med postopkom podpore?

一, Za varnostno kopiranje mehanizma možne škode procesa
1. Poškodbe zaradi mehanske napetosti
Udrtine in praske: Ko tipične brusilne plošče ali žične krtače odstranijo nosilce, lahko trdi delci pustijo praske na površini delov, zlasti na občutljivih materialih, kot so titanove zlitine in kobalt-kromove zlitine.

Deformacije in razpoke: Pri rezkanju ali struženju se lahko napetost poveča na mestu, kjer se nosilec sreča z delom. To lahko povzroči lokalne deformacije in celo mikrorazpoke, na primer na območjih s tankimi stenami ali konzolnimi nosilci.
2. Težave v toplotno{1}}prizadetem območju (HAZ)
Rezanje z laserjem: pri rezanju nosilca lahko visoko{0}}laserski žarki povzročijo, da se deli na določenih območjih preveč segrejejo. To lahko privede do površinske oksidacije, sprememb trdote ali grobljenja zrn (kot pri visoko-temperaturni zlitini Inconel 718).
Obdelava z električnim praznjenjem (EDM): razelektritev ustvari zelo visoko temperaturo (do 8000–12000 stopinj), ki lahko ponovno stopi površinsko plast in poveča preostalo napetost.
3. Možnost kemičnega onesnaženja
Korozivna snov: če se za odstranitev podpore uporablja kemično jedkanje, lahko neustrezen nadzor koncentracije raztopine povzroči enakomerno korodiranje površine dela ali nastanek jamic (kot pri reakciji aluminijeve zlitine s kislo raztopino).
Navzkrižna kontaminacija: Ko se nosilni materiali (kot je nerjavno jeklo) pomešajo s sestavnimi materiali (kot je titanova zlitina) za recikliranje, lahko nečistoče pridejo v mešanico in spremenijo lastnosti materialov.
2, Optimizacija procesa: popoln nadzor nad procesom od načrtovanja do obdelave
1. Izboljšanje zasnove nosilne konstrukcije
Zmanjšajte kontaktno površino: Če želite zmanjšati mehansko silo pri odstranjevanju opore, uporabite točkovno oporo ali linijsko oporo namesto površinske opore. Na primer, podporna zasnova medicinskih vsadkov, kot so acetabularne skodelice, lahko naredi premer kontakta manjši od 0,5 mm.
Zasnova, ki jo je enostavno zlomiti: naredite šibke točke v povezavi med nosilcem in deli, kot so utori v -obliki V ali predhodno izvrtane luknje, da jih boste kasneje lažje zlomili z roko ali rezali z nizkim pritiskom.
Topen podporni material: Za zapletene notranje strukture se uporabljajo v vodi-topni ali vroče-talilni podporni materiali, kot je polivinil alkohol (PVA). Te materiale odstranimo z raztapljanjem ali segrevanjem, da preprečimo mehanski stik.
2. Natančen nadzor parametrov obdelave
Rezanje z majhnim stresom:
Rezalna žica (WEDM): uporaba parametrov s širino impulza manj kot 10 μs in vrhovnim tokom manj kot 5 A za ohranjanje nizkega vnosa toplote in preprečevanje ponovnega taljenja površine.
Rezanje z vodnim curkom: Za hladno rezanje in izogibanje toplotnim udarcem se tlak vzdržuje med 200 in 400 MPa. To se naredi s čisto vodo ali vodnim curkom z dodatkom abrazivov, kot je granat.
Večplastno rezkanje: Za debele podporne sisteme, večplastna tehnika rezkanja s kratko globino reza (<0.2mm) and a high feed rate (>500 mm/min) se uporablja za porazdelitev rezalne sile in zmanjšanje tveganja deformacije.
3. Uporaba več procesov skupaj
Laserski mehanski kompozitni nosilec: Najprej uporabite-laser nizke moči (manj kot 100 W), da stopite povezavo med delom in nosilcem. Nato ga zlomite z ročnim orodjem, da zmanjšate mehansko obremenitev. Stroj Concept Laser M2 podjetja GE Additive na primer uporablja to tehnologijo za delo z deli iz titanove zlitine.
Kemično mehanska sinergistična obdelava: Za kose iz aluminijeve zlitine najprej uporabite alkalno raztopino (kot je NaOH), da raztopite nekaj nosilca. Nato, da se izognete praskam, preostalo strukturo zloščite z mehko polirno krpo (na primer najlonsko).
3, Izbira orodij in materialov: Pregrada za zaščito površine
1. Orodja, ki se ne dotikajo
Podpora za ultrazvok: uporaba visoko{0}}frekvenčnih vibracij (20–40 kHz) za razgradnjo podporne strukture, kar je dobro za natančne dele, kot so mikrokanalni sistemi. Na primer, ultrazvočni podporni sistem podjetja Sonic Mill lahko drži nosilce s premerom manj kot 1 mm.
Plazemsko jedkanje je postopek selektivnega odstranjevanja podpornih materialov z uporabo nizkotemperaturne-plazme, kot je mešanica plinov Ar/O2, da preprečite, da bi se dotikali drug drugega. Ta pristop je bil uporabljen za nosilce iz zlitine kobalt-kroma, ki nimajo nobene podpore, s površinsko hrapavostjo Ra<0.8 μm.
2. Orodja, ki so mehka ali upogljiva
Silikonska polirna glava: A Shore Silikonska polirna glava s trdoto 30–50, ki se počasi vrti (manj kot 500 vrt/min), se lahko uporablja za čiščenje ukrivljenih delov in za manj vidne praske.
Rešitev za magnetno poliranje: dajanje feromagnetnih delcev (kot je silicijev karbid) v nosilce- ali vode-na osnovi olja in uporaba magnetnega polja za premikanje delcev za poliranje slepih točk. Magnaluxova rešitev za magnetno poliranje je bila na primer uporabljena za obdelavo lopatic letalskih motorjev brez podpore.
3. Tehnologija obdelave pri nizkih temperaturah
Rezkanje s hlajenjem s tekočim dušikom: Med postopkom rezkanja razpršite tekoči dušik (-196 stopinj) na nosilni material, da postane krhek, zmanjšajte silo rezanja in preprečite, da bi bili kosi prevroči. Ta metoda je bila uporabljena na nepodprtih delih iz visokotemperaturne zlitine-na osnovi niklja, katerih površinska trdota se spreminja manj kot 5 %.
Čiščenje s peskanjem s suhim ledom: Za pršenje delcev suhega ledu (-78 stopinj) se uporablja visokotlačni zračni tok (0,5–0,7 MPa). Zaradi tega je podporna struktura krhka in odpade, kar je dobro za zapletene notranje poti.
4, Zaščita po obdelavi: dve garanciji za popravilo in krepitev
1. Tehnologija za pritrjevanje površin
Laserska obloga: isti material se uporablja za popravljanje mikro prask ali lukenj, ki nastanejo po odstranitvi podpore. Izbirate lahko med debelino obloge od 10 do 50 μm, trdnost vezave s podlago pa je nad 400 MPa.
Elektrokemično poliranje: uporaba elektrolitov (kot je mešanica fosforne kisline in žveplove kisline) za selektivno raztapljanje drobcev, ki štrlijo na površini predmetov, da dobimo gladko površino. Na primer, elektrokemično poliranje lahko zniža površinsko hrapavost Ra delov iz titanove zlitine s 3,2 μm na 0,2 μm.
2. Zaščita pred premazi
Fizično naparjevanje (PVD): nanos trdih prevlek, kot sta TiN in CrN, na površino predmetov z debelino 1–3 μm lahko naredi te veliko bolj odporne proti obrabi in koroziji. Po obdelavi s prevleko TiN se na primer površinska trdota medicinskih vsadkov poveča za trikrat, koeficient trenja pa se zmanjša za 50 %.
Kemični pretvorbeni premaz: Kemična obdelava, tako kot pasivacija s kromatom, povzroči debel oksidni nanos na površini dela. To ustavi sekundarno kontaminacijo med nepodprtim procesom. Po obdelavi s kromatom so lahko deli iz aluminijeve zlitine na primer odporni na korozijo s solnim pršenjem več kot 1000 ur.