A all triniaeth wres wella perfformiad blinder rhannau printiedig metel 3D?

一, Y brif broblem gyda pherfformiad blinder yw bod gan rannau printiedig 3D ddiffygion o enedigaeth.
Daw'r problemau gyda pherfformiad blinder argraffu metel 3D o'r ffordd y caiff ei wneud. Gan ddefnyddio aloi titaniwm (Ti-6Al-4V) fel enghraifft, mae'r dull toddi gwely powdr (PBF) yn toddi'r powdr metel yn gyflym ac yna'n ei gadarnhau. Mae hyn yn achosi'r problemau canlynol:
Heterogenedd microstrwythur: Mae gan y prif grawn strwythur colofnog garw, gyda mwy o gyfnod ger ymylon y grawn, sy'n ei gwneud hi'n haws i graciau blinder ddechrau.
Tyllau a bylchau: Os nad yw'r powdr yn ffiwsio'n llawn neu os yw nwy yn hydoddi, gall y mandylledd mewnol fod mor uchel â 0.5% i 2%, sy'n lleihau'r terfyn blinder yn fawr.
Straen gweddilliol: Gall y straen tynnol a ddaw o oeri'n gyflym fod yn 50% i 70% o gryfder cynnyrch y deunydd, sy'n cyflymu twf craciau.
Canfu'r Sefydliad Metelau, Academi Gwyddorau Tsieineaidd, mai dim ond 475 MPa yw cryfder blinder tensiwn tensiwn argraffu aloi titaniwm 3D nodweddiadol, sy'n llawer is na'r 900 MPa y dylai fod pan gaiff ei ffugio. Mae hyn yn bennaf oherwydd mandyllau a gwead garw sy'n achosi craciau.
2, Mae llwybr technoleg trin gwres yn mynd o gael gwared ar ddiffygion i wneud y sefydliad yn well.
Trwy reoli tymheredd, hyd, a chyfradd oeri, mae triniaeth wres yn cwrdd â thri phrif nod:
1. Cael gwared ar ddiffygion y tu mewn: Y dechnoleg o wasgu isostatig poeth (HIP)
Mae'r broses HIP yn defnyddio nwy anadweithiol, fel argon, i symud pwysau ar dymheredd uchel iawn (900–1250 gradd) a gwasgedd uchel iawn (100–200 MPa). Mae hyn yn gwneud i'r defnydd newid siâp ac yn cau unrhyw dyllau y tu mewn iddo. Er enghraifft:
Mewn awyrofod, defnyddiodd GE Aviation SLM i argraffu llafnau tyrbin Inconel 718 ac yna HIP i'w trin. Torrodd hyn y mandylledd o 0.8% i 0.02% a threblu'r bywyd blinder.
Gwella aloion titaniwm: Roedd busnes yn Chongqing yn cyflogi triniaeth HIP i argraffu 3D Ti-6Al-4V. Cododd hyn y terfyn blinder o 550 MPa i 900 MPa, sydd yr un fath â'r cyflwr ffug, a gwnaeth y deunydd yn llawer llai anisotropig.
2. Defnyddir technoleg ailgrisialu cyfeiriadol i wneud maint y grawn yn fwy unffurf a'r microstrwythur yn fwy unffurf.
Mae gweithdrefn ailgrisialu cyfeiriadol MIT yn rheoli'r graddiant tymheredd (er enghraifft, lluniadu ar 2.5 mm/h ar 1235 gradd) i wneud strwythurau crisial colofnol trwy wneud i'r grawn dyfu i gyfeiriad penodol. Mae'r dechnoleg hon:
I atal ymgripiad, leiniwch grisialau colofnol gyda'r echelin straen uchaf, atal ffin grawn rhag llithro ar dymheredd uchel, a dyblu bywyd ymgripiad aloion tymheredd uchel sy'n seiliedig ar nicel.
Gwella ymwrthedd blinder: Wrth ddefnyddio llafnau tyrbin nwy, mae cael gwared â grawn bras a diffygion dadleoli yn cynyddu'r ymwrthedd i gychwyn craciau blinder 60%.
3. Rheoli newidiadau cyfnod: datrysiad solet gyda thriniaeth heneiddio
Ar gyfer deunyddiau fel aloion alwminiwm, mae triniaeth ateb (fel dal ar 540 gradd am 2 awr) yn torri i lawr y cyfnod cryfhau. Yna, mae triniaeth heneiddio (fel cynnal ar 155 gradd am 8 awr) yn gwneud gwaddod nanoscale (fel θ 'cyfnod) yn ffurfio.
Cydbwysedd cryfder a chaledwch: Ar ôl triniaeth wres T6, cynyddodd cryfder cynnyrch aloi alwminiwm F357 o 280 MPa i 380 MPa, ond arhosodd yr elongation yr un peth ar 12%.
Mae proses HIP URQ Quintus Technologies yn cyfuno datrysiad solet a thriniaeth pwysedd uchel i atal mandyllau rhag ailagor, sy'n rhoi bywyd blinder i aloi alwminiwm F357 sy'n hirach na'r castiau safonol MMPDS.
3, Ymarfer Peirianneg: Pontio o'r Labordy i Ddiwydiannu
1. Maes awyrofod
Mae Siemens yn cyflogi SLM i argraffu llafnau aloi tymheredd uchel sy'n seiliedig ar nicel. Yna caiff y llafnau hyn eu trin â HIP a'u hailgrisialu dan gyfarwyddyd i ychwanegu sianeli oeri cymhleth, sy'n gwneud y tyrbin 5% yn fwy effeithlon ac yn defnyddio 3% yn llai o danwydd.
Rhannau strwythurol ysgafn: Mae'r Boeing 787 yn cynnwys cromfachau aloi titaniwm argraffedig 3D sy'n cael eu gwresogi ddwywaith (heneiddio HIP +) i'w gwneud 40% yn gryfach a 30% yn ysgafnach.
2. diwydiant dyfeisiau meddygol
Aneliodd gwactod Johnson & Johnson Medical gymalau clun printiedig 3D i gael gwared ar straen gweddilliol arwyneb. Yna fe wnaethant ddefnyddio caboli cemegol i wneud yr wyneb yn llyfnach i Ra0.8 μm a rhoi bywyd blinder o fwy nag 20 mlynedd i'r mewnblaniadau.
Dyluniad gwrth-blinder: Mae techneg NAMP Academi y Gwyddorau Tsieineaidd (rheoliad cam diffyg a meinwe- fesul cam) wedi codi cryfder blinder tynnol y mewnblaniad Ti-6Al-4V o 475 MPa i 978 MPa, y lefel uchaf yn y byd.
3. Pwnc offer ynni
Trwsio tyrbinau nwy: Trwsio tyrbin nwy: Trwsiodd tîm MIT siambr hylosgi aloi wedi'i seilio ar nicel 3D wedi'i hargraffu trwy ddefnyddio triniaeth ailgrisialu cyfeiriedig. Roedd y driniaeth hon yn galluogi'r siambr i drin 200 MPa o straen ar dymheredd uchel o 650 gradd a thorri'r gyfradd ymgripiad 80%.
Rhannau pŵer niwclear: Mae Grŵp EDF yn Ffrainc yn defnyddio triniaeth HIP i argraffu 3D o gymalau pibellau dur di-staen. Mae hyn yn cael gwared ar ddiffygion mewnol ac yn gwneud y cymalau'n fwy gwrthsefyll cyrydiad trwy drin datrysiadau i gyflawni rheoliadau diogelwch niwclear.