Apa tujuan utama pasca-pemrosesan pencetakan 3D logam?

1. Menghilangkan cacat produksi: memastikan barang memenuhi kriteria kualitas
Karena pencetakan 3D logam menumpuk lapisan, akan selalu ada cacat pada permukaan dan bagian dalam objek. Jika masalah ini tidak diperbaiki, maka akan berdampak langsung pada cara kerja komponen dan berapa lama komponen tersebut bertahan.

Memperbaiki kekurangan permukaan
Komponen yang dicetak sering kali memiliki masalah pada permukaannya, seperti garis lapisan, gerinda, dan sisa penyangga. Misalnya, kekasaran permukaan bagian paduan aluminium yang dicetak bisa mencapai Ra10–20 μm, yang jauh lebih besar daripada Ra1,6 μm pada pemrosesan tradisional. Metode perawatan permukaan termasuk sandblasting, pemolesan, dan penggilingan dapat membuat permukaan lebih halus. Misalnya, setelah peledakan pasir, kekasaran permukaan bilah mesin penerbangan tertentu berubah dari Ra15 μm menjadi Ra3,2 μm. Hal ini menghilangkan retakan mikro di permukaan dan menghentikan terjadinya patah tulang karena konsentrasi tegangan.
Menyingkirkan kelemahan internal
Logam yang dicetak 3D dapat memiliki cacat internal seperti pori-pori dan retakan jika bubuk tidak menyatu sepenuhnya atau gas tidak keluar dengan cukup cepat. Teknologi pengepresan isostatik panas (HIP) menggunakan lingkungan-bersuhu dan-tekanan tinggi (biasanya 1000–1200 derajat dan 100–200 MPa) untuk mengubah bentuk bahan, menutup pori-pori bagian dalam, dan meningkatkan kepadatan dari 98% menjadi lebih dari 99,9%. Setelah perusahaan perangkat medis tertentu menggunakan pemrosesan HIP untuk mencetak prostesis sendi pinggul paduan titanium 3D, umur kelelahan meningkat dari 10 ⁶ kali menjadi 10 ⁷ kali, yang memenuhi standar internasional.
2. Meningkatkan kinerja material: pastikan material tersebut dapat menangani kondisi kerja yang sulit
Struktur mikro komponen cetakan 3D logam berbeda dengan barang yang dibuat sebelumnya, dan pasca-pemrosesan diperlukan agar komponen tersebut berfungsi lebih baik secara keseluruhan.

Menghilangkan sisa stres
Saat pencetakan 3D logam memanas dan mendingin dengan cepat, tegangan sisa akan tertinggal. Tegangan sisa dapat mencapai 50% hingga 70% dari kekuatan luluh komponen cetakan baja tahan karat, yang dapat dengan mudah menyebabkan komponen tersebut bengkok atau pecah. Memegang sesuatu pada suhu 500–700 derajat selama 2–4 ​​jam dan kemudian membiarkannya dingin secara perlahan adalah contoh prosedur anil yang dapat menurunkan tegangan sisa lebih dari 80%. Sebuah perusahaan yang membuat suku cadang mobil meningkatkan umur baja cetakan cetak 3D-dari 50.000 kali menjadi 200.000 kali setelah melakukan anil. Mereka juga mengurangi deformasi hingga 90%.
Peraturan struktur organisasi
Struktur kristal kolumnar pada bahan cetakan menyebabkan anisotropi, sehingga kinerja menjadi kurang konsisten. Quenching dan tempering dapat memperkecil ukuran butir dan menciptakan struktur martensit yang konsisten. Setelah pendinginan (pendinginan dalam air pada suhu 1050 derajat) dan temper (pendinginan dalam udara pada suhu 650 derajat), kekuatan tarik baja tahan karat 316L meningkat dari 680MPa menjadi 920MPa, dan perpanjangannya meningkat dari 40% menjadi 25%. Namun, isotropinya meningkat pesat, itulah yang dibutuhkan oleh komponen struktur ruang angkasa.
Meningkatkan kinerja permukaan
Suku cadang dapat dibuat lebih tahan terhadap korosi dan keausan dengan menggunakan perawatan permukaan termasuk pelapisan listrik, pelapisan kimia, anodisasi, dan lain-lain. Sebuah perusahaan teknik maritim tertentu menggunakan teknik pelapisan nikel fosfor kimia untuk mengolah katup baja tahan karat yang dicetak 3D-. Hal ini membuatnya tahan terhadap korosi semprotan garam selama 2000 jam, bukan hanya 240 jam, yang diperlukan untuk-operasi laut dalam.
3. Meningkatkan akurasi dimensi: memenuhi standar perakitan yang tepat
Akurasi dimensi pencetakan 3D logam biasanya ± 0,1-0,5 mm, sehingga sulit memenuhi kebutuhan perakitan-presisi tinggi. Pasca-pemrosesan menggunakan metode seperti pemesinan dan pemotongan kawat untuk membuat semuanya pas.

Mencocokkan pemrosesan permukaan
Untuk permukaan yang perlu disesuaikan dengan bagian lain, seperti lubang, poros, dan bidang, teknik seperti milling dan grinding harus digunakan untuk mendapatkan dimensi desain yang tepat. Sebuah perusahaan dirgantara tertentu menggunakan pusat permesinan penghubung lima-sumbu untuk memproses braket paduan titanium cetak 3D-secara tepat. Hal ini menjaga toleransi dimensi permukaan perkawinan antara ± 0,3 mm dan ± 0,02 mm, memastikan braket pas dengan sistem mesin.
Memperbaiki utas
Benang pencetakan mungkin mengalami kesulitan termasuk profil gigi yang hilang dan kesalahan pitch. Penggilingan atau penggulungan benang dapat memperbaiki akurasi benang. Sebuah perusahaan peralatan medis tertentu menggunakan teknologi penggulungan benang untuk mengerjakan paku tulang baja tahan karat cetakan 3D. Akurasi ulir berada pada level 6g (standar ISO), dan rentang fluktuasi torsi saat dipasangkan dengan pelat tulang turun dari ± 15% menjadi ± 5%.
4. Mematuhi standar industri: dapatkan sertifikasi
Dalam industri seperti layanan kesehatan dan penerbangan, terdapat standar kualitas komponen yang tinggi. Pasca-pemrosesan adalah langkah penting dalam mencapai standar ini.

bidang kesehatan
FDA mengatakan bahwa implan harus memiliki kekasaran permukaan Ra <0,8 μm dan tidak meninggalkan zat berbahaya apa pun. Sebuah perusahaan menggunakan pemolesan elektrolitik untuk mencetak prostesis sambungan paduan krom kobalt 3D. Hal ini membuat permukaan menjadi tidak terlalu kasar (Ra0,4 μm) dan menghilangkan sisa ion nikel di permukaan. Prostesis tersebut juga lulus uji biokompatibilitas.
industri penerbangan
Persyaratan NASA mengatakan bahwa bagian struktural penting harus bertahan setidaknya 10 kali lebih lama dari biasanya. Sebuah perusahaan menggunakan teknologi komposit perlakuan panas HIP+ untuk membuat cakram turbin paduan suhu tinggi-cetakan nikel-berbasis 3D. Piringan tersebut bertahan selama 1,2 × 10 ⁷ siklus dan lulus uji kelaikan udara.
5. Menurunkan biaya keseluruhan: menemukan keseimbangan yang tepat antara kinerja dan biaya
Pasca-pemrosesan memang menambahkan lebih banyak langkah, namun pada akhirnya, hal ini menurunkan biaya dengan membuat komponen bekerja lebih baik dan menurunkan jumlah sisa.

Mengurangi biaya pengerjaan ulang
Setelah menggunakan teknologi pencetakan 3D dan perlakuan panas, sebuah perusahaan khusus yang membuat cetakan untuk mobil meningkatkan-tingkat kelulusan cetakan pertama kali dari 60% menjadi 95% dan memangkas biaya pengerjaan ulang akibat deformasi dan retak sebesar 70%.
Memperpanjang umur layanan
Badan pompa baja tahan karat cetak 3D bisnis energi tertentu menggunakan perlakuan nitridasi permukaan. Hal ini menjadikannya tiga kali lebih tahan terhadap keausan, memperpanjang siklus perawatan dari tiga bulan menjadi dua belas bulan, dan memangkas pengeluaran pemeliharaan tahunan sebesar 60%.