Devons-nous refaire un traitement de surface après avoir retiré le support ?

一, Types et raisons des défauts de surface après retrait du support
1. Dommages mécaniques : Dommages à la surface causés par le contact avec un outil
Pour retirer les supports métalliques, les gens utilisent couramment des équipements comme des pinces, des meules ou des lasers. Par exemple, lors du retrait de la structure de support des canaux de refroidissement internes des aubes de turbine de moteur d'avion, l'utilisation d'outils de coupe en alliage dur peut créer des rayures sur la surface du substrat en alliage de titane d'une profondeur de 0,1 à 0,3 mm. Le système de support du robot de Zhejiang Tuobo maintient la pression de contact à moins de 0,1 N grâce au contrôle par retour de force, mais des indentations locales peuvent toujours se produire en raison des variations de dureté du matériau.
2. La zone affectée par la chaleur est la zone où la découpe laser a laissé des contraintes.
Lors de la découpe laser de supports, la surface du matériau peut devenir suffisamment chaude pour générer une zone affectée thermiquement (ZAT). Par exemple, les alliages à base de nickel-haute-température peuvent perdre 20 à 30 % de leur dureté suite à la découpe laser et des microfissures peuvent se former. Les données expérimentales pour un type spécifique de tuyère de moteur-fusée indiquent que le taux de propagation de la fracture de la surface découpée au laser, en l'absence de traitement thermique, est trois fois supérieur à celui du substrat lors des essais de fatigue.
3. Résidus de poudre : un problème lors du nettoyage de structures compliquées
Pendant le processus de fusion sur lit de poudre (PBF), l'espace entre la structure de support et le substrat peut contenir de la poudre qui n'a pas encore fondu. Une étude de cas d'une entreprise d'implants médicaux démontre que lorsque l'épaisseur de la couche de poudre restante à l'interface d'ostéointégration de la cupule acétabulaire est supérieure à 0,1 mm, l'efficacité de l'intégration osseuse chute de 40 %. 5 % à 10 % de la poudre ne peut pas être éliminée, même avec un tamisage par vibration et un nettoyage par flux d'air. Cela est dû à l’adsorption électrostatique ou au brouillage mécanique.
2, La nécessité d'un traitement de surface secondaire : un modèle de décision basé sur la manière dont il sera utilisé
1. Dans le domaine aérospatial, les performances sont garanties dans de très mauvaises conditions.
Le traitement de surface secondaire est indispensable pour réaliser des chambres de combustion pour moteurs d’avion. Le canal d'écoulement interne doit être capable de supporter des températures de 1 500 degrés et des pressions de 10 MPa. Après retrait du support, la rugosité de surface (Ra) doit être maintenue inférieure à 0,8 µm. Une entreprise utilise le procédé combiné « sablage + polissage électrolytique » :
Traitement de sablage : utilisez des particules de sable d'alumine de 200 mesh pour abaisser la valeur Ra ​​de 6,3 μm à 1,6 μm. Cela crée une couche de contrainte de compression de 0,5 à 1 µm d'épaisseur et augmente la résistance à la fatigue de 15 %.
Polissage électrolytique : en utilisant un processus électrochimique pour dissoudre une solution à base de phosphate-, la valeur Ra ​​est abaissée à 0,4 μm et les microfissures de la surface provoquées par le sablage sont éliminées.
2. Implants médicaux : critères essentiels de biocompatibilité
La qualité de la surface des implants orthopédiques en alliage de titane a un impact direct sur leur intégration à l’os. Si la valeur Ra ​​de la surface après retrait du support est supérieure à 1,6 µm, les expériences ont révélé que le taux d'adhésion des ostéoblastes chute de 60 %. Une entreprise utilise le processus en trois -étapes : "polissage mécanique + gravure à l'acide + anodisation » :
Polissage mécanique : utilisez du papier de verre grain 600 pour éliminer les débris de support et maintenir la valeur Ra ​​égale ou inférieure à 3,2 μm.
Traitement par mordançage acide : mordancer dans une solution mixte d'acide fluorhydrique et d'acide nitrique pendant 10 minutes pour créer une structure microporeuse de 5 à 10 μm d'épaisseur et favoriser la prolifération des cellules osseuses.
Anodisation : créez un film d'oxyde TiO₂ de 200 nm d'épaisseur à 18 V. Cela rend la surface cinq fois plus résistante à la corrosion et lui donne une couleur dorée, ce qui la rend plus acceptable en milieu clinique.
3. Moules industriels : trouver un équilibre entre utilité et coût
Dans la fabrication des moules à injection, le traitement de surface secondaire doit trouver un compromis entre coût et performance. Méthode spécifique d'une entreprise pour éliminer le support des moules en alliage d'aluminium après traitement :
Solution économique : pour répondre aux besoins courants du moulage plastique, seul un traitement de sablage (valeur Ra ​​inférieure ou égale à 3,2 µm) est effectué. Cela réduit le coût par pièce de 40 %.
Solution à haute performance : Augmentez la précision de l'usinage CNC (valeur Ra ​​< 0,8 μm), ce qui est bon pour les pièces de moule qui doivent être très brillantes ou claires, mais cela prendra trois fois plus de temps.
3, Évolution technologique : de grands progrès en matière d'automatisation et d'intelligence
1. Un robot pour aider à la révolution de la précision du système
Le système robot à six -axes de Zhejiang Tuobo utilise le positionnement visuel 3D et le contrôle par retour de force pour retirer les supports avec une précision inférieure au millimètre. Dans le cas d'une certaine compagnie aéronautique, la technologie a réduit le taux de support résiduel des aubes de turbine de 12 % à 0,5 % et a également réduit les dommages causés par une intervention manuelle.
2. Combiner différents types de technologies de traitement
L'entreprise allemande EOS a fabriqué l'équipement intégré « de polissage de support », qui réalise le polissage magnétorhéologique (MRF) juste après le retrait du support. MRF peut rendre les surfaces plus lisses de 3,2 μm à 0,1 μm en moins de 10 minutes sans endommager le sous-sol. Ceci est possible car les fluides non -newtoniens deviennent plus épais lorsqu'ils sont cisaillés.
3. Optimisation prédictive de la technologie des jumeaux numériques
Siemens a produit le programme NX MCD, qui peut montrer comment la contrainte sur la surface change après le retrait du support. Un modèle jumeau numérique a été utilisé pour trouver le meilleur itinéraire de découpe laser pour une pale de moteur. Cela a donné à la zone affectée par la chaleur une largeur de 0,5 mm au lieu de 0,2 mm et a doublé la durée de vie en fatigue.