Je pieskovanie vhodné pre všetky kovové 3D tlačené diely?

一, Hlavná úloha a limity technológie pieskovania
1. Hlavným účelom pieskovania
Pieskovanie využíva stlačený vzduch na veľmi rýchle vytlačenie abrazív ako kremenný piesok, diamantový piesok, sklenené guľôčky a iné na povrch dielov. Má to nasledujúce účinky:
Čistenie povrchu: Zbavte sa nečistôt, ako sú oxidové usadeniny, olejové škvrny a prášok, ktorý sa neroztopil;
Kontrola drsnosti: Zmeňte drsnosť povrchu (Ra 0,8–6,3 μm) zmenou veľkosti abrazívnych častíc (80–240 mesh) a tlaku prúdu (0,2–0,8 MPa). Uvoľnenie napätia: Náraz môže pomôcť zbaviť sa časti napätia, ktoré zostalo z tlače, a znížiť pravdepodobnosť deformácie.
Predúprava povlaku: zdrsnenie povrchu, aby povlak lepšie priľnul (napríklad nanesenie hydroxyapatitu na povrch implantátov z titánovej zliatiny).
2. Čo pieskovanie nedokáže
Riziko tenkostenných konštrukcií: Tlak prúdu môže zmeniť tvar tenkostenných častí (hrúbka < 0,5 mm) alebo v nich vytvoriť diery. Slepé miesta pri komplexnom ošetrení dutín: Je ťažké dostať sa do otvorov alebo vnútorných kanálov s priemerom menším ako 2 mm a zvyšky prášku je potrebné chemicky vyčistiť.
Riziko poškodenia povrchu: Tvrdé abrazíva ako karbid kremíka môžu poškriabať povrch mäkkých kovov, ako sú hliníkové zliatiny.
Strata presnosti: Príliš veľa pieskovania môže poškodiť jemné časti, ako sú závity a mikroštruktúry, ktoré bude potrebné neskôr opraviť CNC obrábaním.
2, Vplyv vlastností materiálu na užitočnosť pieskovania
Tvrdosť, ťažnosť a sklon k oxidácii rôznych kovov priamo ovplyvňujú výber parametrov procesu pieskovania:
1. Zliatina titánu (Ti6Al4V)
Použiteľnosť: Je to najlepší materiál pre lopatky leteckých motorov a ortopedické implantáty, pretože je veľmi pevný a nehrdzavie. Pieskovanie môže zbaviť povrchové oxidy a nátery lepšie priľnú.
Optimalizácia procesu:
Výber brusiva: Namiesto karbidu kremíka použite sklenené guľôčky alebo hlinitý piesok, aby ste predišli poškriabaniu povrchu.
Kontrola tlaku: Aby sa tenkostenné{0} konštrukcie neohýbali, tlak striekania by mal byť menší ako 0,4 MPa.
Po opieskovaní je potrebné premytie kyselinou (HF+HNO3), aby sa zbavili usadených abrazív. Potom je povrch vyleštený, aby sa získal lekársky-kvalitný povrch s Ra<0.8 μ m.
2. Zliatina hliníka (AlSi10Mg)
Užitočnosť: Pretože je ľahký, často sa používa v autodieloch. Ale povrch hliníkovej zliatiny sa ľahko oxiduje a pieskovanie musí nájsť rovnováhu medzi čistotou a hladkosťou.
Zlepšenie procesu:
Výber abrazíva: biely korund alebo granátový piesok s časticami veľkosti 120 až 180 mesh;
Aby sa únavová pevnosť neznižovala, regulácia tlaku by mala byť medzi 0,3 a 0,5 MPa, aby sa zhrubnutie nezhoršilo.
Ak chcete zastaviť re-oxidáciu, ihneď po pieskovaní vykonajte eloxovanie alebo povrchovú úpravu.
3. Nerezová oceľ (316L)
Použitie: Pretože nehrdzavie, je kľúčovým materiálom pre potravinárske a chemické zariadenia. Pieskovanie môže urobiť povrchy rovnomernejšie, ale musíte byť opatrní, aby ste nepoškodili povrch pod ním.
Zlepšenie procesu:
Výber brusiva: pelety z nehrdzavejúcej ocele alebo keramické guľôčky, aby sa ferit nedostal do zmesi;
Regulácia tlaku: 0,5–0,7 MPa, ktorá udržuje vnútornú stenu hlbokej diery čistú.
Testovacia norma: Fluorescenčné penetračné testovanie (PT) sa musí vykonať po pieskovaní, aby ste sa uistili, že nie sú žiadne praskliny.
4. Vysokoteplotná-zliatina na báze niklu (Inconel 718)
Použiteľnosť: Časti, ktoré pracujú pri vysokých teplotách, ako napríklad kotúče turbín v motoroch lietadiel, musia byť schopné zvládnuť veľmi drsné podmienky. Pieskovanie môže zmierniť napätie počas tlače, je však dôležité zastaviť medzikryštalickú koróziu.
Zlepšenie procesu:
Vyberte si brusivo: piesok z oxidu hlinitého alebo piesok z karbidu kremíka s veľkosťou častíc 80 až 120 mesh.
Ovládajte tlak: 0,6 až 0,8 MPa, aby ste dosiahli zdrsňujúci účinok;
Po pieskovaní je potrebné ošetrenie roztokom (izolácia 1080 stupňov po dobu 1 hodiny), aby sa opravili všetky poškodenia, ktoré sa udiali pod povrchom.
3, Problém, ktorý štruktúra dielov predstavuje pre postup pieskovania
1. Tenkostenné-konštrukcie a ľahké
Prípad: Po pieskovaní zmenila špecifická letecká konzola (s hrúbkou steny 0,3 mm) tvar o 15 %, čo spôsobilo zlyhanie zostavy.
Riešenie: Použite nízkotlakové pieskovanie (0,2 – 0,3 MPa) a rotujúce prípravky na rovnomerné rozloženie sily nárazu.
Aby ste predišli mechanickému poškodeniu, môžete použiť chemické leštenie (kyselinou dusičnou a kyselinou fluorovodíkovou) alebo elektrolytické leštenie.
2. Komplikovaný lúmen a mikroporézna štruktúra
Prípad: Po pieskovaní je miera zablokovania zvyškového prášku určitej palivovej dýzy (s vnútorným priemerom kanála 1,5 mm) až 30 %.
Riešenie: Aby sa zbavili práškov s veľkými časticami, vykonáva sa vibračné triedenie;
Aby sme sa uistili, že vnútro dutiny je čisté podľa ISO 16232-10 Trieda 5, používame kombináciu pieskovania a ultrazvukového čistenia (frekvencia 40 kHz, 10 minút).
3. Povrch s presnou funkciou
Napríklad po pieskovaní sa dosiahne hladkosť optickej formy s drsnosťou povrchu Ra<0.2 μ m was lowered to Ra 1.6 μ m, which does not match the standards for injection molding.
Riešenie: Použite magnetoreologické leštenie (MRF) alebo fluidné leštenie, aby ste dosiahli sub{0}}mikrónovú presnosť;
Segmentované spracovanie: Pieskovanie sa používa iba na zdrsnenie častí, ktoré nefungujú, zatiaľ čo ručné leštenie sa používa iba na vyhladenie oblastí, ktoré nefungujú.
4, Budúcnosť technológie pieskovania
1. Inteligentné ovládanie
Vývoj: Systém, ktorý kombinuje strojové videnie a silovú spätnú väzbu, ako aj schopnosť meniť tlak a uhol striekania v reálnom čase, aby sa zabránilo prestriekaniu alebo nedostatočnému striekaniu.
Pieskovací stroj IEPCO v Nemecku dosiahol uzavretú{0}}kontrolu, ktorá dokáže udržať mieru deformácie tenkostenných dielov pod 0,1 %.
2. Ekologická modernizácia: Použitie recyklovateľných brúsiv (ako sú keramické guľôčky) a pieskovanie suchým ľadom na zníženie znečistenia prachom a nákladov na odstránenie nečistôt.
Údaje: V porovnaní s typickými metódami pieskovanie suchým ľadom spotrebuje o 40 % menej energie a nezanecháva žiadne chemické zvyšky, čo je v súlade s pravidlami REACH.
3. Integrácia kompozitných procesov
Vývoj: Využitie pieskovania, laserového čistenia, plazmového striekania a ďalších technológií spoločne na poskytnutie jediného ošetrenia na „čistenie zdrsňujúceho náteru“.
Prípad: Postup „pieskovanie+laserové opláštenie“ sa používa na určitú lopatku leteckého motora. Tým sa skráti čas spracovania zo 72 hodín na 24 hodín.