Akankah-pemrosesan pasca pencetakan 3D logam akan mengubah kinerja komponen?

1. Perlakuan panas: "mesin kinerja" untuk mengendalikan struktur mikro
Pemanasan dan pendinginan cepat yang terjadi selama proses pencetakan 3D logam menciptakan struktur non-kesetimbangan di dalam material, seperti kristal kolumnar kasar dan sisa austenit. Hal ini dapat membuat komponen menjadi lebih lemah, kurang kokoh, dan kurang tahan terhadap kelelahan. Dengan mengatur suhu pemanasan, waktu penahanan, dan laju pendinginan secara hati-hati, perlakuan panas dapat meningkatkan kinerja dengan cara berikut:

Menghilangkan sisa stres
Ketika material menyusut secara tidak merata selama pencetakan, hal ini dapat menyebabkan tegangan sisa di dalam komponen yang mencapai 50% hingga 70% dari kekuatan luluh material. Hal ini dapat menyebabkan bagian tersebut bengkok dan pecah. Terapi anil, yang melibatkan menjaga bahan pada suhu 500–700 derajat selama 2–4 ​​jam dan kemudian membiarkannya dingin secara perlahan, dapat menurunkan tegangan sisa lebih dari 80%. Sebuah perusahaan cetakan otomotif tertentu menggunakan perlakuan anil pada baja cetakan cetakan 3D, yang meningkatkan umur cetakan dari 50.000 menjadi 200.000 kali lipat dan mengurangi jumlah distorsi sebesar 90%.
Membuat organisasi lebih seragam dan menyempurnakan gandum
Proses quenching dan tempering dapat memecah kristal kolumnar kasar dan membentuk struktur martensit yang seragam. 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 turun dari 40% menjadi 25%. Namun, isotropinya menjadi jauh lebih baik, dan itulah yang dibutuhkan oleh bagian struktural ruang angkasa.
Buat lebih padat
Teknologi pengepresan isostatik panas (HIP) menggunakan suhu tinggi dan tekanan tinggi (1000–1200 derajat, 100–200 MPa) untuk mengubah bentuk bahan dan menutup pori-pori bagian dalamnya. Sebuah bisnis perangkat medis menggunakan pemrosesan HIP untuk mencetak prostesis sendi pinggul paduan titanium 3D. Hal ini membuat kepadatan meningkat dari 98% menjadi lebih dari 99,9% dan umur kelelahan meningkat dari 10 kali menjadi 10 kali, yang memenuhi standar internasional.
2. Perawatan permukaan: lompatan dari "perbaikan fungsional" ke "peningkatan kinerja"
Bagian yang dibuat menggunakan pencetakan 3D pada logam sering kali memiliki garis lapisan, gerinda, dan retakan mikro pada permukaannya. Hal ini tidak hanya membuatnya tampak buruk, namun juga membuatnya kurang tahan terhadap korosi dan keausan. Melalui cara fisik, kimia, atau mekanis, perawatan permukaan dapat meningkatkan kinerja dengan cara berikut:

Meningkatkan ketahanan terhadap korosi
Anodising, pelapisan kimia, dan pelapisan listrik semuanya dapat memberikan lapisan pelindung tebal pada permukaan barang. Misalnya, paduan aluminium anodisasi menghasilkan film aluminium oksida berukuran 10–20 μm di permukaan. Hal ini membuat paduan lebih tahan terhadap korosi semprotan garam, mulai dari 240 jam hingga 2000 jam, yang merupakan kebutuhan teknik kelautan.
Ketahanan yang lebih baik untuk dipakai
Pelapisan kromium keras kimia dapat memberikan lapisan kromium pada permukaan bagian yang tebalnya mencapai 50 μm dan memiliki kekerasan HV1000 atau lebih tinggi. Sebuah bisnis energi tertentu telah meningkatkan ketahanan aus badan pompa baja tahan karat yang dicetak 3D-dan memperpanjang siklus pemeliharaan dari tiga bulan menjadi dua belas bulan setelah menerapkan teknologi ini pada badan pompa tersebut.
Meningkatkan kualitas permukaan
Anda dapat menghilangkan bintik-bintik kasar pada permukaan dengan cara sandblasting, pemolesan, atau penggilingan. 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 dan menurunkan kekasaran permukaan dari Ra10 μm menjadi Ra0,8 μm, yang diperlukan untuk perakitan presisi.
3 Pasca-pemrosesan gabungan: kemajuan besar dalam kinerja berkat penggunaan banyak teknologi secara bersamaan
Teknologi pemrosesan-pasca tunggal umumnya tidak sesuai dengan kebutuhan-manufaktur kelas atas. Proses komposit, di sisi lain, memiliki kinerja ganda dengan menumpuk teknologi.

PANGGUL dan perlakuan panas
Sebuah perusahaan mesin penerbangan tertentu menggunakan proses komposit "HIP+solution annealing" untuk membuat cakram turbin paduan suhu tinggi-berbasis nikel-yang dicetak 3D. Proses ini membuat cakram menjadi 99,95% padat, meningkatkan kekuatan tariknya hingga 1200MPa, menghilangkan tekanan pemrosesan, dan meningkatkan stabilitas dimensi sebesar 50%.
Melapisi dan mengubah permukaan
Dengan menggunakan teknologi "pelapisan laser+pelapisan keramik", sebuah perusahaan suku cadang otomotif tertentu telah mengerjakan piston paduan aluminium cetak 3D. Hal ini membuat permukaan menjadi lebih keras (hingga HV800) dan meningkatkan kemampuan piston untuk menahan suhu tinggi hingga 200 derajat, yang merupakan hal yang dibutuhkan mesin.
Manufaktur aditif dan pemrosesan subtraktif
Sebuah perusahaan peralatan medis menggunakan kombinasi "pencetakan 3D dan pemesinan presisi CNC" untuk membuat produknya. Pertama, pencetakan 3D dengan cepat membuat struktur yang rumit. Kemudian, pusat permesinan lima-sumbu mencapai presisi permukaan Ra0,4 μm, yang menurunkan rentang fluktuasi torsi implan paku tulang dan pelat tulang dari ± 15% menjadi ± 5%.
4. Norma dan standar industri: "ukuran" kualitas setelah pengolahan
Standarisasi pasca-pemrosesan adalah hal terpenting yang harus dilakukan untuk memastikan teknologi pencetakan 3D logam berfungsi dengan baik. Tiga standar nasional yang mulai berlaku pada bulan September 2025, seperti "Metode Pengukuran dan Karakterisasi untuk Struktur Permukaan Bagian Pembentuk Peleburan Lapisan Serbuk Logam dalam Manufaktur Aditif," menetapkan angka spesifik untuk faktor-faktor penting seperti kekasaran permukaan dan porositas. Hal ini mendorong bisnis untuk beralih dari manajemen pasca-pemrosesan yang "didorong oleh pengalaman" ke manajemen pasca-pemrosesan yang "-didorong". Misalnya, sebuah perusahaan membuat sistem deteksi online untuk mengawasi kekasaran permukaan segera setelah sandblasting, yang meningkatkan tingkat kualifikasi produk dari 85% menjadi 98%.