Sebelum membahas stress relief, mari kita pahami dulu apa itu residual stress.
Apa itu tegangan sisa?
Tegangan sisa adalah tegangan yang ada pada suatu benda untuk mempertahankan keseimbangan ketika tidak ada faktor eksternal yang bekerja padanya. Selama proses manufaktur, bagian-bagian akan dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti proses. Ketika faktor-faktor tersebut hilang, jika efek dan pengaruh yang disebutkan di atas pada komponen tidak dapat dihilangkan sepenuhnya, masih ada beberapa efek dan pengaruh yang tersisa pada komponen. Pengaruh dan pengaruh sisa ini adalah tegangan sisa.
Dari perspektif kerja energi, ketika gaya eksternal menyebabkan deformasi plastis objek, itu akan menyebabkan deformasi internal objek, sehingga mengumpulkan sebagian energi; ketika gaya eksternal dihilangkan, energi dengan distribusi tegangan internal yang tidak merata akan dilepaskan. Jika kegetasan benda rendah, maka benda akan mengalami deformasi secara perlahan, dan jika kegetasannya tinggi maka akan terbentuk retakan.
Tegangan sisa sangat umum dalam manufaktur mekanik, dan tegangan sisa sering dihasilkan dalam berbagai proses. Pada dasarnya, bagaimanapun, mekanisme yang menghasilkan tegangan sisa dapat dikelompokkan menjadi tiga kategori:
Kategori pertama adalah deformasi plastis tidak seragam;
Kategori kedua, perubahan suhu yang tidak merata;
Kategori ketiga adalah perubahan struktural yang tidak homogen (transisi fase).
Bahaya Stres Residu
Dari klasifikasi tegangan sisa dapat diketahui bahwa tegangan sisa akan menyebabkan benda mengalami deformasi secara perlahan, sehingga mengakibatkan perubahan ukuran benda, sehingga menghasilkan ukuran bagian mesin yang tidak memenuhi syarat. Pada saat yang sama, ia juga memiliki pengaruh yang sangat penting pada kekuatan kelelahan, ketahanan korosi tegangan, stabilitas dimensi, dan masa pakai.
Cara menghilangkan tegangan sisa merupakan tantangan penting dalam pembuatan aditif
Tegangan sisa juga merupakan salah satu tantangan terpenting untuk pembuatan aditif, dan dalam beberapa kasus, tegangan sisa dapat mempengaruhi bagian yang dicetak sedemikian rupa sehingga membengkokkan seluruh platform bangunan, memisahkan bagian dari platform pembuatan, atau memecahkan bagian itu sendiri. Ini adalah salah satu alasan mengapa suku cadang yang diproduksi secara aditif sering kali memerlukan penambahan struktur pendukung. Hanya setelah tegangan sisa dan konsentrasi tegangan dihilangkan dengan perlakuan panas, bagian tersebut dapat dipindahkan dari platform pembentuk.
Saat ini, metode eliminasi manufaktur tradisional mencakup empat metode: perlakuan panas, penekanan beban statis, penuaan getaran, dan perawatan mekanis. Karena karakteristik teknis manufaktur aditif yang dapat dicetak tanpa cetakan, adalah mungkin untuk mempertimbangkan pengoptimalan topologi untuk mengatasi tegangan sisa saat merancang bagian itu sendiri. Misalnya, mengurangi area dengan ketebalan yang tidak rata dan menghindari perubahan penampang yang besar sebanyak mungkin; atau merancang platform pembentukan pemanasan awal dan ruang pembentuk pemanas pada peralatan pencetakan 3D dapat secara efektif mengurangi dampak tegangan sisa. Namun, pada tahap ini, bagaimana meningkatkan distribusi tegangan sisa masih tergantung pada pengalaman perancang, sehingga beberapa tegangan sisa tidak dapat dihindari.
Tegangan sisa adalah tegangan yang tertinggal dalam bahan padat setelah semua faktor yang menyebabkan tegangan dihilangkan. Mekanisme yang sama yang dapat menghasilkan tegangan sisa dalam manufaktur mekanik tradisional berlaku untuk manufaktur aditif. Pada bagian struktural yang dirancang dan dicetak, tegangan sisa yang tidak terduga atau tidak terkendali dapat menyebabkan kegagalan prematur pada bagian tersebut. Sangat penting untuk secara efektif mengatasi tegangan sisa dalam pembuatan suku cadang.
Perangkat lunak untuk menghilangkan stres dalam pencetakan 3D
Perangkat lunak pengiris UPrise3D yang dikembangkan sendiri di dalam negeri telah mengembangkan fungsi penghilang stres. Dengan mengaktifkan fungsi ini, metode dan jalur pencetakan secara otomatis direncanakan sesuai dengan struktur yang berbeda dari model bagian pelepas tegangan untuk meminimalkan akumulasi tegangan sisa. Dalam proses pencetakan, kontrol deformasi model pada langkah sintering dapat diwujudkan.
Berikut ini adalah penjelasan kasus pencetakan dengan dan tanpa fungsi penghilang stres yang diaktifkan dengan pencetakan:
Dapat dilihat dari bagian struktural bahwa setelah fungsi stress relief dihidupkan, pada dasarnya tidak ada penyimpangan sudut setelah sintering. Untuk bagian struktural tanpa fungsi pelepas tegangan, deformasi yang jelas dapat dilihat secara intuitif, dan deviasi sudutnya relatif besar.
Untuk beberapa model berdinding tipis, deformasi pasca-sintering dapat terjadi karena akumulasi tegangan pada arah pencetakan. Dari perbandingan dua kelompok sampel berdinding tipis berikut, dapat dilihat bahwa setelah fungsi penghilang tegangan dihidupkan, produk yang disinter jelas
Menghilangkan stres sangat penting dalam pencetakan 3D, kami akan mempertimbangkan faktor ini dalam pencetakan, sehingga bagian yang kami cetak 99 persen stabil, dan tidak mudah berubah bentuk, terpelintir, dll.