Apakah sandblasting cocok untuk semua komponen cetakan 3D logam?

一, Pekerjaan utama dan batasan teknologi sandblasting
1. Tujuan utama sandblasting
Sandblasting menggunakan udara bertekanan untuk mendorong bahan abrasif seperti pasir kuarsa, pasir berlian, manik-manik kaca, dan lainnya ke permukaan komponen dengan sangat cepat. Hal ini mempunyai efek sebagai berikut:
Membersihkan permukaan: Menghilangkan kotoran seperti kerak oksida, noda minyak, dan bedak yang belum menyatu;
Kontrol kekasaran: Ubah kekasaran permukaan (Ra 0,8–6,3 μm) dengan mengubah ukuran partikel abrasif (80–240 mesh) dan tekanan pancaran (0,2–0,8MPa). Pelepasan tekanan: Dampaknya dapat membantu menghilangkan sebagian tekanan yang tersisa akibat pencetakan dan menurunkan kemungkinan deformasi.
Coating pretreatment: membuat permukaan lebih kasar sehingga lapisan menempel lebih baik (misalnya melapisi hidroksiapatit pada permukaan implan paduan titanium).
2. Apa yang Tidak Dapat Dilakukan Sandblasting
Risiko struktur-berdinding tipis: Tekanan jet dapat mengubah bentuk atau membuat lubang pada bagian-berdinding tipis (ketebalan < 0,5 mm). Titik buta dalam perawatan rongga yang kompleks: Sulit untuk masuk ke dalam lubang atau saluran internal dengan diameter kurang dari 2 mm, dan sisa bubuk perlu dibersihkan secara kimia.
Risiko kerusakan permukaan: Bahan abrasif keras seperti silikon karbida dapat mengikis permukaan logam lunak seperti paduan aluminium.
Hilangnya akurasi: Terlalu banyak sandblasting dapat merusak bagian halus seperti benang dan struktur mikro, yang nantinya perlu diperbaiki dengan pemesinan CNC.
2, Pengaruh Sifat Material terhadap Kegunaan Sandblasting
Kekerasan, keuletan, dan kecenderungan oksidasi logam yang berbeda secara langsung mempengaruhi pemilihan parameter proses sandblasting:
1. Paduan titanium (Ti6Al4V)
Penerapan: Ini adalah bahan terbaik untuk bilah mesin penerbangan dan implan ortopedi karena sangat kuat dan tidak berkarat. Sandblasting dapat menghilangkan kerak oksida permukaan dan membuat lapisan menempel lebih baik.
Mengoptimalkan proses:
Memilih bahan abrasif: Gunakan manik-manik kaca atau pasir alumina sebagai pengganti silikon karbida untuk menghindari goresan pada permukaan.
Kontrol tekanan: Agar-konstruksi berdinding tipis tidak bengkok, tekanan semprotan harus kurang dari 0,4MPa.
Setelah sandblasting, pencucian asam (HF+HNO3) diperlukan untuk menghilangkan bahan abrasif yang tertanam. Kemudian, permukaannya dipoles untuk mendapatkan hasil akhir-kelas medis dengan Ra<0.8 μ m.
2. Paduan aluminium (AlSi10Mg)
Kegunaan : Karena ringan sering dimanfaatkan pada bagian-bagian mobil. Namun permukaan paduan aluminium mudah teroksidasi, dan sandblasting perlu menemukan keseimbangan antara bersih dan halus.
Meningkatkan proses:
Memilih bahan abrasif: pasir korundum putih atau pasir garnet dengan partikel berukuran 120 hingga 180 mesh;
Untuk menjaga agar kekuatan lelah tidak turun, pengaturan tekanan harus antara 0,3 dan 0,5 MPa agar kekasaran tidak menjadi terlalu buruk.
Untuk menghentikan-oksidasi ulang, lakukan perawatan anodisasi atau pelapisan segera setelah sandblasting.
3. Baja tahan karat (316L)
Kegunaan: Karena tidak berkarat, ini merupakan bahan utama untuk peralatan makanan dan kimia. Sandblasting dapat membuat permukaan menjadi lebih rata, namun Anda perlu berhati-hati agar tidak merusak permukaan di bawahnya.
Meningkatkan proses:
Memilih bahan abrasif: pelet baja tahan karat atau manik-manik keramik untuk mencegah ferit masuk ke dalam campuran;
Kontrol tekanan: 0,5–0,7 MPa, yang menjaga dinding bagian dalam lubang dalam tetap bersih.
Standar pengujian: Pengujian penetran fluoresensi (PT) harus dilakukan setelah sandblasting untuk memastikan tidak ada retakan.
4. Paduan-suhu tinggi berbahan dasar nikel (Inconel 718)
Penerapan: Suku cadang yang bekerja pada suhu tinggi, seperti cakram turbin pada mesin pesawat, harus mampu menangani kondisi yang sangat keras. Sandblasting dapat menghilangkan stres selama pencetakan, namun penting untuk menghentikan korosi antar butir.
Meningkatkan proses:
Pilih bahan abrasif: pasir alumina atau pasir silikon karbida dengan ukuran partikel 80 hingga 120 mesh.
Kontrol tekanan: 0,6 hingga 0,8 MPa untuk mendapatkan efek kekasaran;
Setelah sandblasting, diperlukan perawatan larutan (isolasi 1080 derajat selama 1 jam) untuk memperbaiki kerusakan yang terjadi di bawah permukaan.
3, Masalah yang ditimbulkan oleh struktur bagian-bagian untuk prosedur sandblasting
1. Struktur yang-berdinding tipis dan ringan
Kasus: Setelah sandblasting, braket penerbangan tertentu (dengan ketebalan dinding 0,3 mm) berubah bentuk sebesar 15%, yang menyebabkan kegagalan perakitan.
Solusi: Gunakan sandblasting-bertekanan rendah (0,2–0,3 MPa) dan perlengkapan berputar untuk menyebarkan gaya tumbukan secara merata.
Untuk menghindari kerusakan mekanis, Anda dapat menggunakan pemolesan kimia (dengan asam nitrat dan asam fluorida) atau pemolesan elektrolitik.
2. Struktur lumen dan mikropori yang rumit
Kasus: Setelah sandblasting, tingkat penyumbatan sisa bubuk pada nosel bahan bakar tertentu (dengan diameter saluran dalam 1,5 mm) mencapai 30%.
Solusi: Untuk menghilangkan bubuk partikel besar, dilakukan penyaringan getaran;
Untuk memastikan bagian dalam rongga bersih sesuai ISO 16232-10 Kelas 5, kami menggunakan kombinasi sandblasting dan pembersihan ultrasonik (frekuensi 40kHz, 10 menit).
3. Permukaan dengan fungsi yang tepat
Misalnya setelah sandblasting, kehalusan cetakan optik dengan kekasaran permukaan Ra<0.2 μ m was lowered to Ra 1.6 μ m, which does not match the standards for injection molding.
Solusi: Gunakan pemolesan reologi magneto (MRF) atau pemolesan cairan untuk mendapatkan presisi sub{0}}mikron;
Pemrosesan tersegmentasi: Sandblasting hanya digunakan untuk menghaluskan bagian yang tidak berfungsi, sedangkan pemolesan manual hanya digunakan untuk menghaluskan bagian yang berfungsi.
4, Masa depan teknologi sandblasting
1. Kontrol cerdas
Pengembangan: Sistem yang menggabungkan visi mesin dan umpan balik gaya, serta kemampuan untuk mengubah tekanan dan sudut penyemprotan secara real-time untuk menghindari penyemprotan berlebih atau penyemprotan kurang.
Mesin sandblasting IEPCO di Jerman telah mencapai kontrol-loop tertutup, yang dapat menjaga laju deformasi bagian-berdinding tipis di bawah 0,1%.
2. Peningkatan ramah lingkungan: Menggunakan bahan abrasif yang dapat didaur ulang (seperti manik-manik keramik) dan peledakan pasir es kering untuk mengurangi polusi debu dan biaya untuk menghilangkan serpihan.
Data: Dibandingkan dengan metode biasa, peledakan pasir es kering menggunakan energi 40% lebih sedikit dan tidak meninggalkan residu bahan kimia, hal ini sejalan dengan aturan REACH.
3. Integrasi proses komposit
Pengembangan: Menggunakan sandblasting, pembersihan laser, penyemprotan plasma, dan teknologi lainnya secara bersamaan untuk memberikan perawatan tunggal untuk "membersihkan lapisan yang kasar."
Kasus: Prosedur "sandblasting+laser cladding" digunakan pada bilah mesin penerbangan tertentu. Ini memangkas waktu pemrosesan dari 72 jam menjadi 24 jam.