Pred diskusiou o úľave od stresu najprv pochopme, čo je zvyškový stres.
Čo je zvyškový stres?
Zvyškové napätie je napätie, ktoré existuje v objekte na udržanie rovnováhy, keď naň nepôsobí žiadny vonkajší faktor. Počas výrobného procesu budú diely ovplyvňované rôznymi faktormi, ako sú procesy. Keď tieto faktory pominú, ak nie je možné úplne eliminovať vyššie uvedené vplyvy a vplyvy na komponenty, stále existujú nejaké vplyvy a vplyvy na komponenty. Účinok a vplyv tohto rezidua je zvyškové napätie.
Z hľadiska práce s energiou, keď vonkajšia sila spôsobí plastickú deformáciu predmetu, spôsobí vnútornú deformáciu predmetu, čím sa akumuluje časť energie; pri eliminácii vonkajšej sily sa uvoľní energia s nerovnomerným rozdelením vnútorného napätia. Ak je krehkosť predmetu nízka, predmet sa bude pomaly deformovať a ak je krehkosť vysoká, vytvoria sa trhliny.
Zvyškové napätie je veľmi bežné v mechanickej výrobe a zvyškové napätie sa často vytvára v rôznych procesoch. V zásade však možno mechanizmy, ktoré generujú zvyškové napätie, zoskupiť do troch kategórií:
Prvou kategóriou je nerovnomerná plastická deformácia;
Druhá kategória, nerovnomerné zmeny teploty;
Treťou kategóriou sú nehomogénne štrukturálne zmeny (fázové prechody).
Riziká zvyškového stresu
Z klasifikácie zvyškového napätia je zrejmé, že zvyškové napätie spôsobí pomalú deformáciu predmetu, čo má za následok zmenu veľkosti predmetu, čo má za následok nekvalifikovanú veľkosť obrábaných dielov. Zároveň má tiež veľmi dôležitý vplyv na jeho únavovú pevnosť, odolnosť proti korózii pod napätím, rozmerovú stálosť a životnosť.
Ako eliminovať zvyškové napätie je dôležitou výzvou v aditívnej výrobe
Zvyškové napätie je tiež jednou z najdôležitejších výziev pre aditívnu výrobu a v niektorých prípadoch môže zvyškové napätie ovplyvniť vytlačenú súčiastku natoľko, že ohne celú zostavovaciu platformu, oddelí súčiastku od zostavovacej platformy alebo popraská samotný dielec. To je jeden z dôvodov, prečo aditívne vyrábané diely často vyžadujú pridanie nosných konštrukcií. Až potom, čo sa tieto zvyškové napätia a koncentrácie napätia uvoľnia tepelným spracovaním, môže byť diel odstránený z formovacej platformy.
V súčasnosti medzi tradičné výrobné metódy eliminácie patria štyri metódy: tepelné spracovanie, statické lisovanie, starnutie vibráciami a mechanické spracovanie. Vzhľadom na technické charakteristiky aditívnej výroby, ktorú je možné tvarovať bez foriem, je možné pri návrhu samotnej časti zvážiť optimalizáciu topológie na prekonanie zvyškového napätia. Napríklad zmenšenie plôch s nerovnomernou hrúbkou a maximálne zabránenie veľkým zmenám prierezu; alebo navrhnutie predhrievacej formovacej platformy a zahrievacej formovacej komory na 3D tlačiarenskom zariadení môže účinne znížiť vplyv zvyškového napätia. Avšak v tejto fáze, ako zlepšiť rozloženie zvyškového napätia, stále závisí od skúseností projektanta, takže určitému zvyškovému napätiu sa nedá vyhnúť.
Zvyškové napätie je napätie, ktoré zostáva v pevnom materiáli po odstránení všetkých faktorov, ktoré spôsobujú napätie. Rovnaké mechanizmy, ktoré môžu generovať zvyškové napätie v tradičnej mechanickej výrobe, platia pre aditívnu výrobu. V navrhnutých a vytlačených konštrukčných dieloch môže neočakávané alebo nekontrolovateľné zvyškové napätie viesť k predčasnému zlyhaniu dielu. Zvlášť dôležité je efektívne prekonať zvyškové napätie pri výrobe dielov.
Softvér na zmiernenie stresu pri 3D tlači
Domáci samostatne vyvinutý softvér na krájanie UPrise3D vyvinul funkciu uvoľnenia stresu. Zapnutím tejto funkcie sa spôsob tlače a dráha automaticky plánujú podľa rôznych štruktúr modelu dielu na odľahčenie napätia, aby sa minimalizovalo nahromadenie zvyškového napätia. V procese tlače je možné realizovať kontrolu deformácie modelu v kroku spekania.
Nasleduje vysvetlenie tlačových puzdier s a bez funkcie uvoľnenia napätia, ktorú umožňuje tlač:
Z konštrukčných dielov je vidieť, že po zapnutí funkcie odľahčenia napätia nedochádza v podstate k žiadnej odchýlke uhla po spekaní. Pri konštrukčných častiach bez funkcie odľahčenia napätia je zjavná deformácia viditeľná intuitívne a odchýlka uhla je pomerne veľká.
Pri niektorých tenkostenných modeloch môže dôjsť k deformácii po spekaní v dôsledku akumulácie napätia v smere tlače. Z porovnania nasledujúcich dvoch skupín tenkostenných vzoriek je zrejmé, že po zapnutí funkcie odľahčenia napätia je spekaný výrobok zjavne
Odľahčenie je pri 3D tlači veľmi dôležité, tento faktor budeme pri tlači brať do úvahy, takže diely, ktoré tlačíme, sú na 99 percent stabilné a nie je ľahké ich deformovať, krútiť atď.