Els diferents camps tenen les mateixes necessitats d'acabat d'impressions 3D metàl·liques?

1. Aeroespacial: El millor rendiment i capacitat d'adaptació a entorns extrems
El sector aeronàutic té estàndards molt exigents per a peces metàl·liques impreses en 3D. En resum, aquestes peces han de ser fortes, capaces de suportar altes temperatures, fiables i lleugeres. Per exemple, les pales de les turbines dels motors d'avió han de funcionar a temperatures superiors als 1000 graus i suportar forces centrífugues de desenes de milers de revolucions per minut. També han de ser entre un 30% i un 50% més lleugers que les foses estàndard. Aquest entorn de treball tan difícil comporta tres exigències principals en el postprocessament:-

Control de la microestructura: utilitzant premsa isostàtica en calent (HIP) per desfer-se dels porus interns i aconseguir la densitat del material propera al 100%. Una determinada empresa d'aeronaus utilitza fulles d'aliatge de titani impresos en 3D amb tractament HIP-. Aquestes fulles duren cinc vegades més que les peces no tractades i són un 92% més resistents que les peces forjades.
Desfer-se de l'estrès residual: l'estrès residual del procés de fusió selectiva per làser (SLM) pot arribar al 60% del límit elàstic del material. El recuit d'estrès (mantingut a 550 graus durant 4 hores) és necessari per reduir el nivell d'estrès a un nivell segur. Després d'aquest tractament, l'estructura de càrrega-d'una nau espacial determinada va poder canviar de forma de 3,2 mm a 0,1 mm.
Control de la integritat de la superfície: el poliment electrolític redueix la rugositat de la superfície de Ra12,5 μm a Ra0,4 μm i fa una capa de passivació d'1-2 μm de gruix. Això fa que la prova de polvorització de sal duri entre 200 hores i 2000 hores i fa que el producte sigui segur per al seu ús en entorns marins.
2, Implants mèdics: biocompatibilitat i personalització individualitzada
El negoci mèdic necessita peces metàl·liques impreses en 3D que siguin segures per als éssers vius i que es puguin utilitzar de moltes maneres diferents. El principal problema és assegurar-se que la "funció de l'estructura del material" coincideix tres vegades. Per exemple, les pròtesis d'articulació de maluc personalitzades han de complir els paràmetres següents per al processament posterior-:

Activació biològica superficial: es genera una capa d'òxid porós de 20 μm de gruix a la superfície de l'aliatge de titani mitjançant oxidació de micro arc. La porositat es manté entre el 30% i el 40%, i la mida dels porus és d'entre 50 i 100 μm, que és similar a l'estructura de les trabècules òssies humanes. Una investigació clínica va demostrar que aquest tractament superficial pot millorar el ritme d'integració òssia en un 40%, aconseguint una taxa d'estabilitat de la pròtesi del 98,7% sis mesos després de la-operació.
Tractament que no utilitza imants: perquè la ressonància magnètica nuclear funcioni, el magnetisme residual del material ha de ser inferior a 5nT i la diferència d'orientació del domini magnètic que es produeix durant la impressió s'ha d'eliminar mitjançant un tractament de solució sòlida (aïllament de 850 graus durant 2 hores i extinció d'aigua). Després d'aquesta teràpia, la regió d'artefactes de la imatge causada per un stent cardíac específic en una màquina de ressonància magnètica 3T es va reduir un 82%.
Control de mida únic per a vostè: un centre de mecanitzat d'enllaços de cinc-eixos esmola la superfície de la junta amb una precisió de mida de ± 0,02 mm. Utilitzant enginyeria inversa per escanejar dades de TC del pacient, impressió 3D i mecanitzat de precisió CNC, un implant de reparació de crani personalitzat s'adapta al 99,3% del lloc del defecte.
3. Fer cotxes: equilibrar pes i cost
En el sector de l'automoció, hi ha una necessitat "polaritzada" de peces metàl·liques impreses en 3D. Els models-de gamma alta volen el millor rendiment, mentre que els models-de baix cost volen reduir els costos. Aquest requisit únic fa que la tecnologia de post-processament canviï de dues maneres:

Processament de-components d'alt rendiment: la carcassa del motor d'un vehicle d'energia nova està construïda amb un aliatge d'alumini imprès en 3D. El tractament tèrmic T6 (solució sòlida 530 graus + envelliment artificial 170 graus) augmenta la resistència a la tracció de 280 MPa a 380 MPa. La conductivitat tèrmica també es millora de 120 W/(m · K) a 180 W/(m · K) per satisfer les necessitats dels mòduls IGBT per a la dissipació de calor.
Processament de components econòmics: un model econòmic específic empra suports d'acer inoxidable impresos en 3D, amb una rugositat superficial disminuïda de Ra10 μm a Ra3,2 μm mitjançant un tractament de sorra amb partícules de sorra Al2O3 de mida de 80 malles. Simultàniament, es crea una capa d'estrès de compressió de 0,5 μm de gruix, que allarga la vida a la fatiga de 50.000 a 200.000 cicles, complint els criteris d'ús de 10 anys.
Optimització de la producció per lots: un dispositiu SLM de capçal làser multi-imprimeix un cos de vàlvula de transmissió específic i un interferòmetre làser en línia comprova la qualitat de l'enllaç entre capes en temps real. Amb l'ajuda del tractament de granallat automàtic (perles de vidre, malla de mida de partícula 220), el temps de post-processament d'una peça es redueix de 45 minuts a 12 minuts, que és temps suficient per fer 500.000 peces a l'any.
4. Equips energètics: llarga vida garantida i resistència a la corrosió
Les peces metàl·liques impreses en 3D han de poder suportar condicions molt dures, com ara altes temperatures, altes pressions i una corrosió important. Això és cert en els sectors de l'energia nuclear, petroquímica i altres. Una vàlvula submarina específica de petroli i gas està construïda amb un aliatge basat en níquel-que es va imprimir en 3D. El seu sistema de post-processament inclou:

Neteja amb fluids supercrítics: utilitzant CO2 líquid per eliminar la pols sobrant al canal de flux intern, aquest mètode és vuit vegades més eficaç que la neteja ultrasònica típica i la mida de les partícules sobrants es manté per sota de 10 μm.
Tractament tèrmic degradat: mitjançant l'extinció segmentada (apagada d'aigua de 1050 graus + 760 grau d'extinció d'oli), es forma una capa martensítica d'1 mm de gruix a la superfície del material, mentre que l'estructura d'austenita es manté al nucli. Això fa que la resistència a l'impacte de la vàlvula passi de 20J a 120J en condicions de baixa temperatura de -46 graus.
Tecnologia de recobriment compost: primer, la polvorització de plasma crea una capa de ceràmica Al2O3-13% TiO2 de 0,3 mm de gruix. A continuació, el revestiment làser afegeix una capa d'aliatge NiCrBSi de 0,1 mm de gruix. Això redueix la taxa de corrosió de la vàlvula de 0,02 mm/any a 0,001 mm/any en una solució de NaCl al 5%.