El sorra és adequat per a totes les peces metàl·liques impreses en 3D?

一, La feina principal i els límits de la tecnologia de sorra
1. L'objectiu principal del sorrat
El sorreig utilitza aire comprimit per empènyer abrasius com la sorra de quars, la sorra de diamant, les perles de vidre i altres a la superfície de les peces molt ràpidament. Això té els efectes següents:
Neteja de la superfície: desfer-se de la brutícia com ara escates d'òxid, taques d'oli i pols que no s'ha fusionat;
Control de la rugositat: canvieu la rugositat de la superfície (Ra 0,8–6,3 μ m) canviant la mida de les partícules abrasives (malla 80–240) i la pressió del raig (0,2–0,8MPa). Alliberament de l'estrès: l'impacte pot ajudar a eliminar part de l'estrès que queda de la impressió i reduir les possibilitats de deformació.
Pretractament del recobriment: fer que la superfície sigui més rugosa perquè el recobriment s'enganxi millor (per exemple, recobrint hidroxiapatita a la superfície dels implants d'aliatge de titani).
2. Què no pot fer el sorra
Risc d'estructures de paret-prima: la pressió del raig pot canviar la forma de les peces de paret-fines o fer-hi forats (gruix < 0,5 mm). Punts cecs en tractaments complexos de cavitats: és difícil entrar en forats o canals interns amb un diàmetre inferior a 2 mm, i les restes de pols s'han de netejar químicament.
Risc de danys a la superfície: els abrasius durs com el carbur de silici poden raspar la superfície de metalls tous com els aliatges d'alumini.
Pèrdua de precisió: massa sorra pot danyar peces fines com fils i microestructures, que s'hauran de solucionar amb mecanitzat CNC més tard.
2, L'efecte de les propietats del material sobre la utilitat del sorra
La duresa, la ductilitat i la inclinació a l'oxidació de diferents metalls afecten directament l'elecció dels paràmetres del procés de sorra:
1. Aliatge de titani (Ti6Al4V)
Aplicabilitat: És el millor material per a fulles de motor d'aviació i implants ortopèdics, ja que és molt fort i no s'oxida. El sorra pot eliminar l'escala d'òxid superficial i fer que els recobriments s'enganxin millor.
Optimització del procés:
Escollir un abrasiu: utilitzeu perles de vidre o sorra d'alúmina en lloc de carbur de silici per evitar ratllar la superfície.
Control de la pressió: per evitar que les construccions de paret-fines es dobleguin, la pressió de polvorització ha de ser inferior a 0,4 MPa.
Després del sorra, es necessita un rentat àcid (HF+HNO3) per desfer-se dels abrasius incrustats. A continuació, es polia la superfície per obtenir un acabat-de grau mèdic amb Ra<0.8 μ m.
2. Aliatge d'alumini (AlSi10Mg)
Utilitat: com que és lleuger, sovint s'utilitza en peces de cotxes. Però la superfície de l'aliatge d'alumini és fàcil d'oxidar i el sorra ha de trobar un equilibri entre estar net i suau.
Millora del procés:
Escollint un abrasiu: sorra de corindó blanc o granat amb partícules de 120 a 180 malles de mida;
Per evitar que la resistència a la fatiga baixi, la regulació de la pressió ha d'estar entre 0,3 i 0,5 MPa per evitar que l'engruiximent es faci massa malament.
Per aturar la re-oxidació, feu un tractament d'anodització o de recobriment just després del sorra.
3. Acer inoxidable (316L)
Ús: Com que no s'oxida, és un material clau per a equips alimentaris i químics. El sorra pot fer que les superfícies siguin més uniformes, però cal tenir cura de no danyar la superfície de sota.
Millora del procés:
Escollir un abrasiu: pellets d'acer inoxidable o perles de ceràmica per evitar que la ferrita entri a la mescla;
Control de pressió: 0,5–0,7 MPa, que manté neta la paret interior del forat profund.
Estàndard de prova: les proves de penetració de fluorescència (PT) s'han de fer després del sorra per assegurar-se que no hi hagi esquerdes.
4. Aliatge d'-alta temperatura a base de níquel (Inconel 718)
Aplicabilitat: les peces que funcionen a altes temperatures, com els discos de turbina en els motors d'avions, han de ser capaços de suportar condicions molt dures. El sorra pot alleujar l'estrès durant la impressió, però és important aturar la corrosió intergranular.
Millora del procés:
Trieu un abrasiu: sorra d'alúmina o sorra de carbur de silici amb una mida de partícules de 80 a 120 malles.
Controlar la pressió: 0,6 a 0,8 MPa per obtenir l'efecte de rugositat;
Després del sorra, cal un tractament amb solució (aïllament de 1080 graus durant 1 hora) per arreglar qualsevol dany que s'hagi produït sota la superfície.
3, El problema que planteja l'estructura de les peces per al procediment de sorra
1. Estructures de paret-fines i lleugeres
Cas: després del sorrat, un suport d'aviació específic (amb un gruix de paret de 0,3 mm) va canviar de forma un 15%, cosa que va provocar que el conjunt fallés.
Solució: utilitzeu un cop de sorra a baixa-pressió (0,2-0,3 MPa) i accessoris giratoris per repartir la força d'impacte de manera uniforme.
Per evitar danys mecànics, podeu utilitzar un polit químic (amb àcid nítric i àcid fluorhídric) o un poliment electrolític.
2. Un lumen complicat i una estructura microporosa
Cas: després del sorrat, la taxa d'obstrucció de pols residual d'un determinat filtre de combustible (amb un diàmetre de canal interior d'1,5 mm) arriba al 30%.
Solució: per desfer-se de pols de partícules grans, es realitza un cribratge de vibracions;
Per assegurar-nos que l'interior de la cavitat estigui net segons la norma ISO 16232-10 Classe 5, utilitzem una combinació de neteja amb sorra i ultrasons (freqüència de 40 kHz, 10 minuts).
3. Superfície amb funció precisa
Per exemple, després del sorrat, la suavitat d'un motlle òptic amb una rugositat superficial de Ra<0.2 μ m was lowered to Ra 1.6 μ m, which does not match the standards for injection molding.
Solució: utilitzeu el poliment magnetoreològic (MRF) o el poliment fluid per obtenir una precisió sub-micra;
Processament segmentat: el sorra només s'utilitza per a rugir les seccions que no funcionen, mentre que el poliment manual només s'utilitza per suavitzar les zones que sí.
4, el futur de la tecnologia de sorra
1. Control intel·ligent
Desenvolupament: un sistema que combina la visió artificial i la retroalimentació de la força, així com la capacitat de canviar la pressió i l'angle de polvorització en temps real per evitar l'excés de polvorització o la subspray.
La màquina de sorra IEPCO a Alemanya ha assolit un control de llaç-tancat, que pot mantenir la taxa de deformació de les peces de paret-fines per sota del 0,1%.
2. Actualització ecològica: ús d'abrasius reciclables (com ara perles de ceràmica) i gel sec per tal de reduir la contaminació per pols i el cost d'eliminar els residus.
Dades: en comparació amb els mètodes típics, el gel sec consumeix un 40% menys d'energia i no deixa residus químics, la qual cosa s'ajusta a les normes REACH.
3. Integració de processos compostos
Desenvolupament: ús conjuntament de sorra, neteja amb làser, polvorització de plasma i altres tecnologies per proporcionar un tractament únic per a la "neteja del recobriment rugós".
Cas: el procediment de "sorra + revestiment làser" s'utilitza en una pala de motor d'aviació determinada. Això redueix el temps de processament de 72 hores a 24 hores.