Ali površinska obdelava vpliva na odpornost proti koroziji?

Če ste kupovali ali določali3D tiskanje s kovinodelov za poljubno dolgo časa, ste verjetno že imeli to izkušnjo: deli so videti popolni, ko pridejo s stroja, so odobreni pri prvem pregledu, nato pa - tednov ali mesecev kasneje - začnejo kazati rjaste lise, luknjice ali nepričakovana degradacija na terenu.

Sedel sem za mizo številnih razočaranih inženirjev in vodij nabave, ki so zapravili dober denar za SLM 3D Printing Metal samo zato, da bi opazovali, kako deli ne uspejo na testiranju-pršenja s soljo ali-izpostavljenosti v resničnem svetu. Najpogostejša napačna predstava, ki jo slišim? "Je iz nerjavečega jekla - in ne bi smelo rjaveti."

Tukaj je resnica nekoga, ki je videl na stotine teh projektov: površinska obdelava je pogosto razlika med delom, ki traja leta, in delom, ki odpove v mesecih. noterSLM 3D tiskanje Kovina, je-natisnjena površina vaša največja ranljivost. Danes odgrnem zaveso o tem, zakaj točno se to zgodi in kaj lahko storite glede tega.

Edinstvena površinska geografija kovine za 3D tiskanje SLM

Za razliko od CNC obdelave, ki čisto odstriže material, SLM gradi dele plast za plastjo iz prahu. Vsako plast stopi laser, rezultat pa je površina, polna delno stopljenih praškastih delcev, linij plasti in mikroskopskih dolin - klasičen »učinek stopnišča«.

Običajne-natisnjene vrednosti Ra se gibljejo med 8–25 μm, včasih višje na navzdol-obrnjenih površinah. To ni le "grobo" -, je pokrajina drobnih razpok in ohlapnih delcev, ki delujejo kot magneti za vlago, kloride in onesnaževalce. Te lastnosti teoretično korozijsko-odporno zlitino spremenijo v del, ki korodira hitreje, kot je bilo pričakovano.

Posebej problematični so delno stopljeni prašni delci. Ustvarjajo galvanske člene in lovijo elektrolite, kar pospešuje lokalizirano korozijo. To je razlog, zakaj veliko strank, ki preskočijo pravilno površinsko obdelavo, konča s prezgodnjo okvaro, tudi če uporabljajo vrhunske prahove.

Kako hrapavost površine sproži korozijo

Korozija v delih SLM se običajno kaže v dveh glavnih oblikah:

Korozija v razpokah: Majhne vrzeli in vdolbine ujamejo stoječo tekočino. Raven kisika v razpoki pade, medtem ko okolica ostane oksigenirana, kar ustvarja jedko baterijo, ki se vžira v kovino.

Jamičasta korozija: ena sama globoka dolina ali vdelan delec postane iniciacijsko mesto. Ko je pasivna oksidna plast prekinjena, jamica hitro raste, kar pogosto vodi do strukturne okvare, veliko preden se na preostalem delu pokažejo vidne poškodbe.

Bolj ko je površina gladka, bolj enotna in stabilna je plast pasivnega oksida (Cr₂O₃ na nerjavnem jeklu, TiO₂ na titanu). Grobe površine motijo ​​to plast in nudijo nešteto izhodišč za napad.

Kvantitativni podatki(povprečja-testiranja v resničnem svetu):

Večji potencial luknjanja=veliko boljša odpornost. Podatki ne lažejo - površinska obdelava lahko izboljša korozijsko učinkovitost za red velikosti.

Vse zlitine ne reagirajo enako

Nerjaveče jeklo 316L Najpogostejša izbira za veleprodajne storitve 3D tiskanja kovin v korozivnih okoljih. Močno se zanaša na svojo -s kromom bogato pasivno plast. Kot-natisnjen je 316L še posebej ranljiv, ker lahko hitro taljenje in ohlajanje povzroči mikro-ločevanje in površinske okside. Pravilno elektropoliranje ne le zgladi površine, ampak znatno obogati vsebnost kroma na površini, kar dramatično poveča učinkovitost.

Titan (Ti-6Al-4V) Naravno odlična odpornost proti koroziji zahvaljujoč stabilni plasti TiO₂. Vendar titan, kot je natisnjen, še vedno vsebuje ohišje alfa in ohlapno pritrjene delce, ki jih je treba odstraniti. V pomorskih ali kemičnih aplikacijah ima celo titan koristi od ciljne površinske obdelave.

Superzlitine-na osnovi niklja (IN718, IN625) Uporabljajo se pri visokih-temperaturah in zelo jedkih okoljih. So bolj prizanesljive kot nerjaveče, vendar še vedno trpijo zaradi površinskih oksidov in segregacije elementov. Toplotna obdelava + končna obdelava ni-mogoča pogajanja za dolgoročno-trajnost.

Dober ponudnik storitev 3D tiskanja SLM po meri razume te razlike in temu primerno prilagodi parametre tiskanja in naknadno-obdelavo.

Bistvene površinske obdelave za zaustavitev korozije

Tukaj je tisto, kar dejansko deluje v praksi:

Mehansko poliranje in peskanje Dober prvi korak za odstranjevanje razsutega prahu in zmanjšanje velike hrapavosti. Samo za težka okolja ni dovolj.

Elektropoliranje Zlati standard za kompleksne dele SLM. Odstranjuje konice, robove in hkrati krepi pasivno plast. Odlično za notranje kanale, kamor druge metode ne morejo doseči.

Kemično pasiviranje Dodatno okrepi zaščitni oksidni film po glajenju.

Toplotna obdelava Pogosto spregledano kot orodje za korozijo, vendar žarjenje za blažitev napetosti zmanjša mikro-galvanske celice, ki jih povzročajo preostale napetosti.

Najboljša tovarna za industrijsko kovinsko 3D-tiskanje te korake integrira v preverjen tok procesa, namesto da bi jih obravnavala kot-dodatke.

Scenariji iz-resničnega sveta

Ohišja senzorjev in ventili za pomorsko industrijo na morju, natisnjeni v 316L. Ker-tiskani deli niso opravili testa-s solnim razpršilom v manj kot 100 urah. Po elektropoliranju + pasivaciji je enaka zasnova presegla 1000 ur z minimalnimi luknjičastimi luknjami.

Medicinski vsadki Namerno se uporabljajo hrapave površine v območjih-stika kosti za osteointegracijo, vendar morajo biti vse druge površine gladke. Slaba končna obdelava tukaj vodi do sproščanja ionov in vnetja.

Razdelilci-za ravnanje s kislino za kemično obdelavo. Gladke notranje površine so bistvenega pomena - celo majhne luknje lahko povzročijo puščanje in katastrofalne okvare.

Primerjava stroškov: naknadna-obdelava v primerjavi z zamenjavo delov

Končna obdelava lahko poveča ceno dela za 20–40 %, vendar jo preskočite pogosto stane 5–10 × več, če upoštevate napake pri testiranju, zamenjave na terenu, izpade in morebitno odgovornost. Stranka v pomorskem sektorju je po uvedbi ustreznih površinskih protokolov zmanjšala svojo letno stopnjo zamenjave za 65 %.

Pogosto zastavljena vprašanja

Ali lahko uporabim 3D natisnjene kovinske dele v morski vodi brez poliranja?

Na splošno št. Celo titan ima koristi od ustrezne končne obdelave pri dolgotrajni-izpostavljenosti morju.

Ali peskanje izboljša ali zmanjša odpornost proti koroziji?

Pomaga kot pred-korak z odstranjevanjem ohlapnih delcev, vendar samo po sebi običajno ni dovolj. Sledi poliranje ali pasiviranje.

Kakšna je idealna vrednost Ra za korozijsko-odporen del 316L?

Ra 0,2–0,4 μm za najbolj agresivna okolja. Pod 0,8 μm je splošni minimum za dobro delovanje.

Zakaj imajo moji 3D-natisnjeni deli "rjave lise", tudi če so narejeni iz titana?

Običajno zaradi površinske kontaminacije, vdelanega prahu ali ohišja alfa. Pravilno čiščenje in jedkanje to rešita.

Površinska obdelava pri 3D-tiskanju SLM Kovina ni kozmetični dodatek - je eden najpomembnejših dejavnikov, ki določa-trajnost v resničnem svetu. Razlika med delom, ki zanesljivo deluje več let, in delom, ki prezgodaj odpove, se pogosto zmanjša na to, kako dobro je površina pripravljena.

Če nabavljate veleprodajne storitve 3D-tiskanja kovin ali delate s tovarno za industrijsko 3D-tiskanje kovin, naj bo končna obdelava površin del pogovora že od prvega dne. Vprašajte o njihovem poteku procesa, podatkih o validaciji in izkušnjah z vašim specifičnim okoljem.

Pravi kovinski proizvajalec 3D-tiskanja ne bo samo natisnil vaših delov -, temveč vam bo dobavil dele, ki dejansko preživijo pogoje, ki jim jih naložite.

Potrebujete pomoč pri oceni vašega trenutnega dobavitelja ali optimizaciji površinske obdelave za vaš naslednji projekt? Lahko se obrnete. Ko vidim na stotine teh primerov, lahko običajno zelo hitro opazim skrita tveganja - in kar je še pomembneje, pokažem vam, kako jih odpraviti, preden postanejo drage težave.