Beth yw manteision prosesu HIP wrth-brosesu argraffu metel 3D?

1. Cael gwared ar ddiffygion mewnol: mynd o "mandylledd" i "dim diffygion"
Gall solidiad nad yw'n{0}}cydbwysedd a gynhyrchir drwy oeri cyflym greu tyllau bach wrth argraffu metel 3D. Ar y llaw arall, gallai tynnu strwythurau cymorth ar wahân neu beidio â thoddi powdr yn gyfan gwbl achosi crebachu macrosgopig. Gallai'r diffygion hyn achosi craciau i ddechrau, sy'n byrhau bywyd blinder y rhannau'n fawr. Mae technoleg HIP yn trwsio diffygion trwy ddefnyddio'r dulliau canlynol:
Cau mandyllau a chyfuno metelau
Pan fydd deunyddiau metel yn cael eu gwresogi i dymheredd uchel (fel arfer 0.5 i 0.8 gwaith pwynt toddi y deunydd) a'u rhoi o dan lawer o bwysau (100 i 200 MPa), maent yn dod yn hyblyg iawn. Mae pwysedd nwy yn achosi i'r metel o amgylch y mandyllau newid siâp, gan gysylltu â'i gilydd a ffurfio bondiau metelegol. Mae hyn yn gwneud i gyfaint y mandwll leihau nes iddo fynd. Er enghraifft, ar ôl triniaeth HIP, aeth mandylledd aloi tymheredd uchel IN718 a gynhyrchwyd gan ddefnyddio'r dechneg SLM o 0.8% i 0.02%, a oedd yn ei wneud yn 99.99% yn drwchus, sef yr hyn sydd ei angen ar y diwydiant awyrofod i sicrhau bod deunyddiau'n ddibynadwy.
Iachau microcracks
Gall straen thermol mewn argraffu metel 3D achosi microcracks i ddigwydd. Mae gweithred anelio tymheredd uchel triniaeth HIP yn cael gwared ar straen gweddilliol, ac mae'r amgylchedd pwysedd uchel yn gwneud i'r blaen torri asgwrn blygu'n blastig, sy'n cau'r hollt ac yn gwneud strwythur ffin grawn sefydlog. Mae data arbrofol yn dangos y gall triniaeth HIP leihau dwysedd crac dur gwrthstaen 316L o 90% a gwella gwydnwch torri asgwrn 30%.
Mireinio'r grawn a gwneud y microstrwythur yn fwy unffurf
Mae'r broses tymheredd uchel HIP yr un peth â thriniaeth anelio, a all gael gwared ar y strwythur heb ei oeri neu'r cyfnod metasefydlog sy'n ffurfio pan fydd SLM yn oeri'n gyflym. Ar ôl triniaeth HIP, er enghraifft, mae crisialau colofnog bras yr aloi Ti6Al4V yn newid yn grisialau equiaxed mân, ac mae maint y grawn yn mynd o 50 μm i 10 μm. Mae hyn yn gwneud y deunydd yn llawer mwy hyblyg ac yn gallu gwrthsefyll blinder.
2. Gwella perfformiad mecanyddol: dod o hyd i'r cydbwysedd cywir rhwng cryfder a chaledwch
Mae prosesu HIP yn cael dwy effaith ar nodweddion mecanyddol rhannau printiedig metel 3D:
Mae cryfder a phlastigrwydd yn mynd yn well gyda'i gilydd.
Gall cryfder y deunydd fynd i lawr ychydig (5% i 15% yn nodweddiadol) ar ôl triniaeth HIP, ond mae ei ddangosyddion plastigrwydd, fel elongation, yn cynyddu'n fawr. Er enghraifft, yn dilyn triniaeth HIP, gostyngodd cryfder tynnol aloi alwminiwm AlSi10Mg a gynhyrchwyd gan dechneg SLM o 420MPa i 380MPa, ond cynyddodd yr elongation o 8% i 15%, sy'n dda ar gyfer rhannau strwythurol ysgafn mewn ceir.
Gwelliant sylweddol mewn perfformiad ymwrthedd blinder
Y prif reswm dros dwf crac blinder yw diffygion mewnol. Trwy gael gwared â mandyllau a microcracks, mae triniaeth HIP yn cynyddu bywyd blinder rhannau yn fawr. Er enghraifft, mae bywyd blinder tymheredd uchel aloi IN718 a gafodd ei drin â HIP ar 650 gradd a 690MPa wedi mynd o 50 awr heb driniaeth i 173 awr. Mae hyn yn bodloni gofynion bywyd peiriannau awyrennau GE ar gyfer rhannau hanfodol.
Tynnu anisotropic
Gallai rhinweddau bondio interlayer argraffu 3D metel achosi i'r priodweddau mecanyddol fod yn wahanol i wahanol gyfeiriadau. Mae'r deunydd yn gweithio yr un ffordd i bob cyfeiriad pan gaiff ei drin â HIP, sy'n defnyddio 360 gradd o bwysau unffurf. Er enghraifft, mae'r gwahaniaeth mewn cyfernodau ffrithiant rheiddiol ac echelinol rhwng peli ceramig nitrid silicon sy'n cael eu trin â HIP yn llai na 5%, sy'n llawer gwell na dulliau sintro safonol.
3. Ehangu cwmpas ceisiadau: Mynd o "Ar gael" i "Dibynadwy"
Mae prosesu HIP yn helpu gyda'r ochr dechnegol o ddefnyddio technoleg argraffu 3D metel ar raddfa eang mewn meysydd lle mae galw mawr amdano.
Sector awyrofod
Rhaid i lafnau tyrbin, siambrau hylosgi, a rhannau eraill o injan awyren allu gweithio mewn sefyllfaoedd gyda thymheredd uchel, pwysau uchel, a straen uchel. Gall triniaeth HIP gael gwared ar graciau straen thermol sy'n digwydd pan fydd y broses SLM yn oeri'n rhy gyflym, a gall hefyd wneud deunyddiau'n well ar - ymgripiad tymheredd uchel. Mae Rolls Royce, er enghraifft, yn defnyddio disgiau tyrbin aloi tymheredd uchel sy'n seiliedig ar nicel HIP sy'n codi'r tymheredd gweithredu o 1200 i 1400 gradd Celsius a'r gymhareb pwysau o 20%.
Maes mewnblaniadau meddygol
Mae angen i fewnblaniadau orthopedig fod yn gryf ac yn ddiogel i'r corff. Gall triniaeth HIP gael gwared ar wahanu cyfnod alffa mewn aloi Ti6Al4V, lleihau'r siawns y bydd ïonau metel yn gollwng, a gwneud i'r deunydd bara'n hirach o dan straen. Mae tystiolaeth glinigol yn dangos bod cyfradd methiant mewnblaniadau clun sy'n destun HIP wedi gostwng o 3% i 0.5% ar ôl degawd.
Y diwydiannau ynni a llongau
Mae angen i rannau fel llestri gwasgedd adweithyddion niwclear a chlostiroedd synhwyro môr dwfn allu ymdopi ag amodau caled iawn. Gall y cerameg zirconia wedi'i drin â HIP drin pwysedd uchel o 110MPa yn y môr dwfn, a gall yr elfen tanwydd wedi'i orchuddio â charbid silicon aros yn sefydlog ar dymheredd uchel o 1200 gradd. Mae'r deunyddiau hyn yn bwysig iawn ar gyfer y bedwaredd genhedlaeth o dechnoleg ynni niwclear.