Katere površinske težave lahko peskanje dejansko odpravi na kovinskih 3D natisnjenih delih?

Stranka je prejela svoje dele iz nerjavečega jekla SLM in pričakovala čist, profesionalen kovinski videz. Namesto tega so bile površine grobe kot brusni papir, z vidnimi črtami plasti in razpršenimi delci prahu. Drugi stranki je bilo rečeno, da bo peskanje popravilo, da bi kasneje odkrili, da so nekatere težave še vedno prisotne, kar je povzročilo predelavo in zamudo pri dostavi.

Peskanje je ena najpogosteje priporočenih površinskih obdelav kovinskih 3D-natisnjenih delov -, vendar je tudi ena najbolj napačno razumljenih. Ali res lahko odpravi vaše površinske težave? Popolnoma? Ali samo delno? In ali obstajajo težave, ki bi jih lahko dejansko poslabšale?

Zakaj kovinski 3D natisnjeni deli skoraj vedno potrebujejo površinsko obdelavo

Surova resničnost izdelanih kovinskih površin-

Kot-zgrajene površine iz SLM/DMLS imajo običajno vrednosti Ra 6–20 µm, medtem ko deli EBM pogosto dosežejo 20–35 µm. Pogoste težave vključujejo vidne črte plasti (učinek stopnišča), delce stopljenega prahu, ki so se prilepili na površino, brizganje zvara, ostanke podporne strukture in oksidacijo površine.

Po naših proizvodnih izkušnjah, ki podpirajo na stotine projektov, zaradi teh težav-vgrajeni deli postanejo neprimerni za večino funkcionalnih ali estetskih aplikacij brez dodatnih možnosti obdelave površine s kovinskim 3D-tiskanjem.

Površinske težave niso vse enake in jih ni vseh mogoče odpraviti na enak način

Pogosto napačno prepričanje je, da lahko eno zdravljenje reši vse. Površinske težave spadajo v kategorije: makro težave (črte plasti, nosilne oznake), mikro težave (oprijem prahu, brizganje), kemične težave (oksidacija) in mehanske težave (preostala napetost).

Peskanje je odlično pri določenih težavah, vendar ni univerzalna rešitev.

Kam se peskanje prilega v orodju za-obdelavo

Peskanje deluje kot "prvi{0}}korak čistila in enotnosti" v večini delovnih tokov. Odličen je pri pripravi površine, vendar je le redko zadnji korak za visoko-natančne ali medicinske aplikacije.

Tabela 1: Težave z-vgrajeno površino in katere metode obdelave po-jih rešujejo

Kaj je peskanje

Osnovno načelo (v navadni angleščini)

Peskanje poganja abrazivne medije z visoko hitrostjo na površino dela s pomočjo stisnjenega zraka. Udarec odstrani ohlapne delce, zgladi nepravilnosti in ustvari enotno teksturo. Ključni parametri vključujejo vrsto medija, velikost delcev, tlak (0,2–0,8 MPa), kot in razdaljo.

Peskanje s kroglicami v primerjavi s peskanjem s peskanjem v primerjavi s peskanjem s peskom. Kakšna je razlika?

Peskanje s steklenimi kroglicami: sferične kroglice za nežen, enakomeren mat zaključek. Najpogostejši za natančnostKovinski materiali za 3D tiskanje.

Peskanje jekla: močnejši učinek luščenja, dodaja tlačno obremenitev.

Peskanje (aluminijev oksid/silicijev karbid): Oglati medij za agresivno čiščenje.

Za večino delov SLM je najboljše ravnotežje peskanje s steklenimi kroglicami.

Ključni parametri, ki določajo končni rezultat

Finejši mediji in nižji pritisk dajejo bolj gladke rezultate. Preveč agresivne nastavitve lahko poškodujejo tanke stene ali vdelajo umazanijo.

Tabela 2: Vrste medijev za peskanje

Težave s površino, ki jih lahko odpravi peskanje

Težava št. 1 - Adhezija delcev prahu (najpogostejša težava)

Nestaljeni delci prahu se sintrajo na površini. Peskanje odstrani več kot 95 % teh, kar dramatično izboljša čistočo. V enem projektu medicinskega prototipa, ki smo ga podprli, je ta korak odstranil vidne delce, ki bi bili neuspešni pri preverjanju čistosti.

Težava št. 2 - Varilni brizgi in napake v kroglicah

Laserska nestabilnost ustvarja brizgajoče kroglice. Peskanje s steklenimi kroglicami učinkovito odstrani večino ohlapnih brizganj.

Težava št. 3 - Vidne črte plasti in učinek stopnišča

Peskanje zmanjša vidno opaznost linij plasti za 60–70 % in izboljša Ra za 40–50 %, vendar ne more odpraviti osnovne geometrije.

Težava št. 4 - Površinska oksidacija in razbarvanje

Učinkovito za svetlobno oksidacijo titana in nerjavečega jekla. Sledi mora pasivizacija.

Težava št. 5 - Ne-enoten mat videz in nedosledna tekstura

Peskanje je odlično pri ustvarjanju enotne teksture v serijah, kar zmanjša variacijo Ra na ±0,8 µm.

Česa peskanje ne more popraviti

Ne more doseči ozke tolerance dimenzij ali zrcalne končne obdelave

Običajni Ra po-peskanju je 1,5–6 µm. Zrcalni zaključek (Ra manj kot ali enak 0,1 µm) zahteva mehansko poliranje + elektropoliranje.

Ne more popraviti ukrivljenosti ali dimenzijske deformacije

Peskanje je izključno površinski postopek. Zvijanje zahteva toplotno obdelavo ali HIP.

Ne more odpraviti notranje poroznosti

Poroznost je notranja napaka. Le HIP jo učinkovito obravnava.

Če je narejeno narobe, lahko dejansko povzroči težave

Tveganja vključujejo deformacijo tanke-stene (zlasti<1.0 mm walls), iron contamination on titanium, or uneven results on complex geometries. In one case we observed, excessive pressure on thin aluminum walls caused visible distortion.

Material-po-Material Guide

Nerjaveče jeklo (316L, 17-4PH) – najbolj prizanesljivo

Odlični rezultati s steklenimi kroglicami. Temu mora slediti pasivacija po ASTM A967.

Titan (Ti-6Al-4V) – ravnajte previdno

Uporabljajte samo-medije iz barvnih kovin. Nikoli ne jeklenih krogel zaradi nevarnosti kontaminacije z železom, ki lahko ogrozi biokompatibilnost.

Aluminij (AlSi10Mg) - Hiter, a ranljiv

Potreben je zelo nizek pritisk, da se prepreči deformacija. Pogosto sledi eloksiranje.

Inconel in nikljeve superzlitine - Visoka trdota, veliko povpraševanje

Zahteva trše medije, vendar proizvaja trpežne površine za uporabo pri visokih-temperaturah.

Peskanje v primerjavi z drugimi metodami površinske obdelave

Peskanje proti elektropoliranju

Peskanje pripravi površino; elektropoliranje jo oplemeniti do visokega sijaja in pasivizira. Pred-peskanje izboljša enakomernost končnega elektropoliranja za ~30 %.

Peskanje proti mehanskemu poliranju

Peskanje je hitrejše za enotno pripravo; mehansko poliranje doseže nižji Ra in zrcalne zaključke.

Industrijske-posebne aplikacije in zahteve za peskanje

Priprava površine za letalstvo pred nanosom in pregledom

Uporablja se za oprijem premaza in pripravo FPI pod strogim nadzorom NADCAP.

Površinska tekstura, ki jo nadzorujejo medicinske naprave za biokompatibilnost

Nadzorovana hrapavost spodbuja osteointegracijo vsadkov (ciljni Ra 1,0–3,0 µm).

Avtomobilski hiter obrat za validacijo prototipa

Hitro poenotenje površin za prototipe in pripravo premazov.

Kaj lahko pričakujete v smislu stroškov in časa za peskanje

Za majhne dele peskanje običajno stane 8–30 USD na kos in doda 0,5–2 dni. Je eden najbolj stroškovno{5}}učinkovitih korakov, če se pravilno uporablja kot del širšega poteka dela.

Kontaktirajte zdaj

Peskanje je vsestranski, stroškovno-učinkovit prvi korak pri površinski obdelavi kovinskega 3D-tiskanja, ki je odličen pri čiščenju, uniformiranju in pripravi površin. Učinkovito odstranjuje oprijem prahu in brizganje, vendar ne more zagotoviti zrcalnih zaključkov, popraviti deformacije ali odpraviti notranjih napak.

Za vaš naslednji projekt, ki vključuje kovinske materiale za 3D-tiskanje, pošljite svoje datoteke in površinske zahteve za brezplačen pregled DFM. Naša ekipa vam bo priporočila optimalno kombinacijo peskanja in dopolnilnih obdelav za doseganje točno tiste kakovosti površine, ki jo potrebujete.

Reference

MarketsandMarkets 2024: Velikost trga industrijske avtomatizirane površinske obdelave in napoved do leta 2028

Wohlersovo poročilo 2023: Sprejetje digitalne sledljivosti pri obdelavi kovinskih površin AM

ASTM A967: Standard kemične pasivacije za nerjavno jeklo

ASTM F86: standard površinske obdelave za kovinske kirurške vsadke

AMS 2430: Standard za streljanje za letalske komponente

Tehnični podatki EOS GmbH: Vrednosti hrapavosti-površine po materialu in postopku

ASM International - Priročnik za površinsko inženirstvo