1، دلایل و نتایج مسائل منافذ
یکی از رایج ترین انواع عیوب در قطعات پرینت سه بعدی فلزی، منافذ به شدت بر ویژگی های مکانیکی قطعات هوافضا تأثیر می گذارد. منافذ به صورت پیچیده ای شکل می گیرند که بیشتر مربوط به مواد خام و مواد تولید شده توسط لیزر است.
مواد اولیه عموما دارای منافذی از گازهای به دام افتاده در پودرهای فلزی و محیط محافظ در ماشین آلات هستند. پودر فلز در فرآیند پرینت سه بعدی فلز به سرعت ذوب و جامد می شود و تغییرات شدید در حوضچه مذاب ممکن است باعث شود گاز کاملاً خارج نشود و در نتیجه منافذ ایجاد کند. این سوراخ‌ها معمولاً کروی یا بیضوی هستند، این سوراخ‌ها به‌طور قابل‌توجهی بر ویژگی‌های مکانیکی قطعه از طریق اندازه، کمیت، شکل و جهت تأثیر می‌گذارند.
منافذ تولید شده توسط لیزر با پارامترهای فرآیند ارتباط نزدیکی دارند. اگر انرژی ورودی در طی فرآیند تف جوشی لیزری خیلی زیاد یا خیلی کم باشد، منافذ ایجاد می شود. هنگامی که انرژی بسیار زیاد است، فلز مایع روی پودر فلز ذوب نشده می‌پاشد و باعث ایجاد پاشش و منافذ می‌شود. هنگامی که انرژی خیلی کم است، پودر فلز به طور کامل ذوب نمی شود، بنابراین باعث ایجاد پیوند بین لایه ای ناکافی و ایجاد منافذ می شود.
عمر خستگی و استحکام کششی اجزای هوافضا را می توان تا حد زیادی توسط منافذ کاهش داد. مخصوصاً منافذ مربوط به سطح- تأثیر عمده ای بر عملکرد خستگی اجزای تولید شده دارد. علاوه بر این، بر روی ریزساختار و کیفیت مکانیکی اجزا می‌تواند منافذ باشد، بنابراین با استفاده از خواص نابرابر مواد، بر عملکرد کلی اجزا تأثیر می‌گذارد.
2، دلایل و عواقب مسائل کرک
یکی دیگر از ایرادات معمولی در فرآیند چاپ سه بعدی فلزی، ترک است که به طور جدی قابلیت اطمینان و ایمنی قطعات هوافضا را به خطر می اندازد. توزیع دما، تنش پسماند و همجوشی ناکافی، همگی در ایجاد ترک تأثیر دارند.
تفاوت دمای قابل توجه بین حوضچه مذاب و فلز جامد شده در فرآیند چاپ سه بعدی فلزی باعث اعوجاج قابل توجهی در حوضچه مذاب می شود. اما سیالیت کم مایع باعث می شود که نتواند اعوجاج ناشی از حوضچه مذاب را جبران کند، بنابراین شکاف های انجماد ایجاد می شود. علاوه بر این، برخی از مناطق ذوب به محدوده روانگرایی، ساختار دانه، ازدیاد طول حرارتی، انقباض فلز و محصور شدن مرتبط هستند، همچنین ممکن است شکستگی های روانگرایی را نشان دهند.
استحکام و دوام اجزای هواپیما را می توان با وجود ترک بسیار تغییر داد. به خصوص تحت بار چرخه ای، جایی که ترک ها گسترش می یابند و در نهایت باعث شکستگی اجزا می شوند، ترک ها یکی از دلایل اصلی خرابی خستگی هستند. علاوه بر این ممکن است ترک ها بر توزیع تنش اجزا تأثیر بگذارند که منجر به تمرکز تنش و تخریب سریع خستگی اجزا می شود.
3، استراتژی پاسخ
تکنیک های زیر به حل مشکلات تخلخل و ترک در پرینت سه بعدی فلز کمک می کند:
به حداکثر رساندن پارامترهای فرآیند: ممکن است با تغییر پارامترهای فرآیند مانند قدرت لیزر، سرعت اسکن و ضخامت لایه پودر، تولید منافذ و ترک‌ها را به طور موثر تنظیم کنید. پارامترهای فرآیند مناسب به تضمین ذوب و انجماد کافی پودر فلز کمک می کند، بنابراین از ایجاد ترک ها و منافذ جلوگیری می کند.
انتخاب پودرهای فلزی درجه یک برای کاهش تخلخل و ناخالصی در مواد خام به بهبود کیفیت قطعات کمک می کند. پیش{1}}تصفیه پودر فلز-مانند خشک کردن و الک کردن-همچنین می‌تواند به روان‌پذیری و همگن بودن پودر کمک کند، بنابراین تولید منافذ را کاهش می‌دهد.
فرآیند{0}درمانی پس از درمان: منافذ و اندازه ترک‌ها را می‌توان با روش‌های{1}}پس از درمان از جمله پردازش مکانیکی، عملیات حرارتی و پرداخت کاهش داد. به خصوص پرس ایزواستاتیک داغ (HIP) می تواند به طور قابل توجهی عیوب داخلی را کاهش دهد و عملکرد خستگی مواد را افزایش دهد.
کنترل سرعت پیش گرمایش و خنک‌سازی زیرلایه: علاوه بر این تأثیرگذاری بر محتوای خطای محصول نهایی، پیش گرم کردن بستر در طول فرآیند چاپ و نگه داشتن آن در دمای خاص و همچنین حفظ سرعت خنک‌سازی مناسب است. با کاهش کرنش های باقیمانده و در نتیجه کاهش گرادیان دما، پیش گرم کردن بستر می تواند به جلوگیری از وقوع ترک کمک کند.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/additive-manufacturing-racing-radiator.html