Langkah-pemrosesan apa yang umumnya diperlukan setelah pencetakan 3D logam selesai?

1. Penghapusan dan daur ulang serbuk: langkah pertama adalah beralih dari "tempat bedak" ke "bagian independen".
Teknologi SLM dan metode pencetakan 3D logam lainnya membuat item dengan melelehkan bubuk lapis demi lapis. Setelah dicetak, bagian-bagiannya dikubur dalam bubuk yang belum meleleh. Pertama, operator perlu menggunakan alat pengisap debu-yang tahan ledakan untuk membersihkan sisa bubuk pada permukaan komponen. Kemudian, mereka perlu memasukkan bubuk tersebut ke dalam sistem penyaringan untuk mendapatkan kembali bubuk yang dapat digunakan kembali berdasarkan ukuran partikelnya. Misalnya, setelah penyaringan, bubuk paduan titanium dengan partikel antara 15 dan 45 mikron dapat digunakan kembali dengan tingkat pemulihan lebih dari 90%. Prosedur ini menghemat biaya bahan dan kerusakan yang ditimbulkan oleh limbah bubuk terhadap lingkungan.

2. Menghilangkan stres: hal terpenting yang harus dilakukan agar komponen tidak bengkok dan patah
Saat logam dicetak 3D, mungkin terdapat tegangan sisa akibat pemanasan dan pendinginan yang cepat, yang dapat membuat bagian-bagiannya bengkok atau bahkan patah. Untuk menghilangkan stres, diperlukan perlakuan panas. Masukkan komponen ke dalam tungku vakum atau tungku berpelindung gas inert, panaskan hingga tepat di bawah suhu rekristalisasi material (kira-kira 600 derajat untuk paduan titanium), simpan di sana selama beberapa jam, lalu biarkan dingin secara perlahan. Misalnya, perlakuan pengurangan tegangan mengurangi tegangan sisa sebesar 70% setelah mencetak bilah mesin pesawat tertentu. Ini membuat bagian tersebut jauh lebih stabil dalam hal ukuran.

3. Pemisahan Bagian: Operasi Halus dari Dewan Bangunan ke Orang Perorangan
Pemrosesan mekanis atau elektrik harus memisahkan sambungan antara bagian dan papan bangunan. Cara yang biasa dilakukan untuk memotong bentuk yang rumit adalah dengan menggunakan pemotongan kawat pelepasan listrik (EDM), yang memakan waktu lama (kurang lebih 2–4 jam per potong). Gergaji pita memotong lebih cepat (sekitar 10–30 menit per potong), namun mungkin sulit untuk dipotong karena bahannya semakin keras saat dipotong. Misalnya, sebuah perusahaan yang membuat komponen mobil menggunakan gergaji pita untuk memotong bagian-bagian paduan besi kromium-nikel, dan kemudian penggilingan CNC untuk mengintegrasikan dua proses pemisahan dan pemesinan presisi. Hal ini membuat pengoperasian 50% lebih efisien.

4. Perlakuan panas: langkah utama dalam meningkatkan karakteristik material
Dengan memanaskan, mengisolasi, dan mendinginkan bahan, perlakuan panas mengubah struktur mikronya dan menjadikannya lebih kuat. Beberapa langkah umum adalah:

Annealing: Menghilangkan tekanan internal dan membuat plastisitas lebih baik (misalnya, meningkatkan pemanjangan paduan aluminium sebesar 30% setelah anil);
Quenching dan tempering: Membuat benda menjadi lebih keras dan keras (seperti baja cetakan mendapatkan kekerasan HRC52-56 setelah dipadamkan dan ditempa);
Perlakuan larutan: Mengurangi kemungkinan terjadinya korosi pada material (misalnya, dengan mengurangi kemungkinan terjadinya korosi pada butiran baja tahan karat setelah perlakuan dengan larutan).
Misalnya, sebuah perusahaan peralatan medis membuat prostesis sendi pinggul paduan titanium yang melalui perawatan anil vakum. Hal ini tidak hanya menghilangkan tekanan internal, namun juga membuat ukuran butir menjadi lebih kecil, sehingga memperpanjang umur lelah menjadi dua kali lipat.

5. Perawatan permukaan: optimasi multidimensi untuk meningkatkan tampilan dan fungsi
Salah satu langkah terpenting dalam membuat komponen menjadi lebih baik adalah perawatan permukaan. Hal ini membuat permukaan menjadi lebih baik, mengurangi kemungkinan berkarat, dan membuatnya bertahan lebih lama. Beberapa cara yang umum adalah:

Pemrosesan mekanis: memperbaiki kesalahan dimensi dengan menggunakan pemesinan dan penggilingan CNC, misalnya. Misalnya, penggilingan linkage lima-sumbu dapat membuat kesalahan kebulatan berubah dari 0,1 mm menjadi 0,02 mm setelah mencetak cakram turbin mesin tertentu.
Sandblasting: Sebuah bisnis elektronik konsumen menggunakan-aliran pasir berkecepatan tinggi untuk menghantam permukaan, menghilangkan lapisan oksida, dan membuat teksturnya rata. Mereka mampu menurunkan kekasaran permukaan Ra pada rangka ponsel paduan titanium menjadi 1,6 μm menggunakan perlakuan sandblasting.
Pemolesan kimia/pemolesan elektrokimia: Sebuah bisnis perangkat medis telah menurunkan kekasaran permukaan implan berpori cetakan 3D dari 6–12 μm menjadi 0,2–1 μm dengan melarutkan dan menghaluskan permukaan secara kimia. Hal ini sangat menurunkan kemungkinan bakteri menempel pada implan.
Lapisan PVD dapat membuat permukaan cetakan bertahan tiga kali lebih lama dibandingkan tanpa lapisan PVD. Sebaliknya, anodisasi membuat paduan aluminium lebih tahan terhadap korosi. Misalnya, komponen penerbangan yang telah dianodisasi dapat bertahan 1000 jam dalam uji semprotan garam, bukan 240 jam.
6. Pengepresan isostatik panas (HIP): cara terbaik untuk menghilangkan kelemahan internal
Pengepresan isostatik panas adalah langkah yang{0}}harus dilakukan setelah pemrosesan untuk aplikasi yang memerlukan keandalan sangat tinggi, seperti ruang angkasa. Proses ini menempatkan komponen dalam tangki bertekanan tinggi-(hingga 100–200MPa) dan memanaskannya hingga 1200 derajat , yang membuat material membengkokkan dan menutup pori-pori internal dan retakan mikro. Setelah perlakuan HIP, kepadatan nosel mesin roket meningkat dari 99,2% menjadi 99,99%, dan kekuatan lelah meningkat sebesar 40%.

7. Inspeksi dan Pengujian: Langkah Terakhir untuk Memastikan Kualitas
Setelah pasca-pemrosesan selesai, pengujian non-destruktif (seperti pemindaian CT atau pengujian ultrasonik) perlu dilakukan untuk memeriksa kualitas di dalamnya. Misalnya, sebuah perusahaan suku cadang otomotif menggunakan CT scan industri untuk memeriksa saluran aliran internal jaket berpendingin air-cetakan 3D-untuk memastikan tidak ada penyumbatan atau retakan. Pada saat yang sama, mereka melakukan pengujian kinerja mekanis (seperti pengujian tarik dan pengujian kekerasan) dan pengujian akurasi dimensi (seperti pengukuran koordinat) untuk memastikan suku cadang memenuhi persyaratan desain.