Jaké kroky po{0}}zpracování jsou obecně vyžadovány po dokončení kovového 3D tisku?

1. Odstranění a recyklace prášku: prvním krokem je dostat se z „práškového lože“ k „nezávislým dílům“.
Technologie SLM a další metody kovového 3D tisku vytvářejí předměty tavením prášku vrstvu po vrstvě. Po tisku jsou díly pohřbeny v prášku, který se neroztavil. Nejprve musí operátor použít vysavač-odolný proti výbuchu, aby uklidil zbytky prášku na povrchu součástí. Poté potřebují přivést prášek do prosévacího systému, aby získali zpět prášek, který lze znovu použít na základě velikosti částic. Například po prosévání lze prášek titanové slitiny s částicemi mezi 15 a 45 mikrony znovu použít s výtěžností více než 90 %. Tento postup snižuje náklady na materiály a škody, které prachový odpad způsobuje životnímu prostředí.

2. Odlehčení pnutí: nejdůležitější věc, kterou musíte udělat, aby se díly neohýbaly a nelámaly
Když je kov tištěn 3D, může získat zbytkové napětí z rychlého zahřátí a chlazení, což může způsobit ohnutí nebo dokonce zlomení dílů. Pro zmírnění stresu je nutná tepelná úprava. Díly vložte do vakuové pece nebo pece chráněné inertním plynem, zahřejte je těsně pod teplotu rekrystalizace materiálu (přibližně 600 stupňů pro slitinu titanu), nechte je tam několik hodin a poté je nechte pomalu vychladnout. Například úprava na snížení pnutí snížila zbytkové pnutí o 70 % po tisku daného listu leteckého motoru. Díky tomu byl díl z hlediska velikosti mnohem stabilnější.

3. Oddělení částí: Jemné operace od stavebních desek k jednotlivým lidem
Mechanické nebo elektrické zpracování musí oddělit spojení mezi díly a stavební deskou. Obvyklým způsobem řezání složitých tvarů je řezání elektrickým výbojem (EDM), které trvá dlouho (přibližně 2–4 hodiny na kus). Pásová pila řeže rychleji (asi 10–30 minut na kus), ale může být obtížné řezat, protože materiál je při řezání tvrdší. Například firma, která vyrábí součástky pro automobily, využívá pásové pily k řezání dílů ze slitiny chromniklového železa a následně CNC frézování k integraci dvou procesů oddělování a přesného obrábění. Díky tomu je provoz o 50 % efektivnější.

4. Tepelné zpracování: hlavní krok ke zlepšení vlastností materiálů
Zahříváním, izolací a chlazením materiálů upravuje tepelné zpracování jejich mikrostrukturu a činí je pevnějšími. Některé běžné kroky jsou:

Žíhání: Zbavení se vnitřního pnutí a zlepšení plasticity (např. zvýšení tažnosti hliníkové slitiny o 30 % po žíhání);
Kalení a popouštění: Dělejte věci tvrdšími a houževnatějšími (např. formovací ocel získává tvrdost HRC52-56 po kalení a popouštění);
Ošetření roztokem: Snižte pravděpodobnost koroze materiálů (například snížením pravděpodobnosti koroze nerezové oceli mezi zrny po ošetření roztokem).
Například společnost vyrábějící zdravotnické prostředky vyrábí protézu kyčelního kloubu z titanové slitiny, která prochází ošetřením vakuovým žíháním. Tím se nejen zbaví vnitřního pnutí, ale také se zmenší velikost zrna, což zdvojnásobí únavovou životnost.

5. Povrchová úprava: vícerozměrná optimalizace pro zlepšení vzhledu i funkce
Jedním z nejdůležitějších kroků při zlepšování dílů je povrchová úprava. Zlepšuje povrch, snižuje pravděpodobnost rzi a prodlužuje životnost. Některé běžné způsoby jsou:

Mechanické zpracování: oprava rozměrových chyb například pomocí CNC obrábění a broušení. Například pětiosé frézování spojů může způsobit, že se chyba kruhovitosti po vytištění daného kotouče turbíny motoru změní z 0,1 mm na 0,02 mm.
Pískování: Firma zabývající se spotřební elektronikou používala-vysokorychlostní proud písku, aby narazil na povrch, odstranil vrstvu oxidu a vyrovnal texturu. Pomocí pískování se jim podařilo snížit drsnost povrchu Ra rámu telefonu z titanové slitiny na 1,6 μm.
Chemické leštění/elektrochemické leštění: Společnost zabývající se zdravotnickými prostředky snížila drsnost povrchu 3D tištěných porézních implantátů z 6–12 μm na 0,2–1 μm chemickým rozpuštěním a vyhlazením povrchu. To výrazně snižuje možnost ulpívání bakterií na implantátech.
PVD povlak může způsobit, že povrch formy vydrží třikrát déle než bez něj. Eloxování na druhé straně činí hliníkové slitiny odolnější vůči korozi. Například letecká část, která byla eloxována, může vydržet 1000 hodin v testu solnou mlhou namísto 240 hodin.
6. Izostatické lisování za tepla (HIP): nejlepší způsob, jak se zbavit vnitřních vad
Izostatické lisování za tepla je nezbytným-krokem po zpracování u aplikací, které vyžadují velmi vysokou spolehlivost, jako je letecký průmysl. Tento proces umístí díly do vysokotlaké nádoby (až 100–200 MPa) a zahřeje je až na 1200 stupňů, čímž se materiál ohne a uzavře vnitřní póry a mikrotrhliny. Po ošetření HIP se hustota trysky raketového motoru zvýšila z 99,2 % na 99,99 % a únavová pevnost vzrostla o 40 %.

7. Kontrola a testování: Poslední krok k zajištění kvality
Po dokončení následného{0}}zpracování je třeba provést ne-destruktivní testování (jako je CT skenování nebo ultrazvukové testování), aby se zkontrolovala kvalita. Například společnost vyrábějící automobilové díly používá průmyslové CT skenování ke kontrole vnitřních průtokových kanálů 3D-vodou chlazených{5}}plášťů, aby se ujistila, že nejsou ucpané nebo prasklé. Současně provádějí testování mechanického výkonu (jako je tahové testování a testování tvrdosti) a testování rozměrové přesnosti (jako je měření souřadnic), aby se ujistil, že díly splňují požadavky návrhu.