La valeur du contrôle qualité des surfaces dans l’impression 3D métal
Les performances aérodynamiques, la résistance à la corrosion, la précision d'ajustement avec d'autres composants et la durée de vie des composants aérospatiaux sont directement influencées par la qualité de leur surface. En raison de leurs propriétés uniques liées à la fusion, à la solidification et à l’empilement des poudres, des défauts de surface, notamment des pores, des fissures et une rugosité inégale, sont susceptibles de se développer tout au long de l’opération d’impression 3D métallique. Ces défauts compromettent non seulement l'apparence des pièces, mais peuvent également diminuer de manière plus critique leurs performances mécaniques et leur fiabilité, et potentiellement entraîner des risques majeurs pour la sécurité. Ainsi, dans les utilisations aérospatiales, un contrôle rigoureux de la qualité de surface des pièces métalliques imprimées en 3D est absolument vital.
一, Problèmes liés au contrôle de la qualité des surfaces d'impression 3D en métal
1. Processus de fusion et propriétés de la poudre
Le processus de fusion et la qualité de solidification dans l’impression 3D métallique sont directement influencés par la taille, la forme et la composition chimique des particules de poudre utilisées. Les défauts de surface des poudres peuvent résulter d’agrégations, d’oxydation ou de contamination. Le gradient de température, la vitesse de refroidissement et la stabilité du bain de fusion tout au long du processus de fusion ont également une influence cruciale sur la qualité de la surface.
2. Effet pile
En empilant couche par couche des poudres métalliques, l'impression 3D métallique crée des pièces qui peuvent facilement causer des problèmes tels que des ondulations de surface, une mauvaise liaison intercouche et des effets de marche. En particulier dans les pièces aéronautiques, des conceptions géométriques complexes et des critères d'ajustement précis mettent en évidence ces problèmes.
3. Outils technologiques de post-traitement
Pour répondre aux critères de performance finaux, les articles métalliques imprimés en 3D nécessitent généralement un traitement de surface, un usinage et un traitement thermique, entre autres opérations de post-traitement. Bien que l'usinage puisse produire des rayures ou augmenter la rugosité de la surface, le traitement thermique peut provoquer une oxydation, une déformation ou des contraintes résiduelles de la surface. Il est donc impossible de négliger l'impact de ces opérations sur la qualité de la surface.
2,Techniques de contrôle de la qualité des surfaces dans l'impression 3D métallique
1. devrait maximiser les paramètres de fusion et la qualité de la poudre.
Pour éviter l'agglomération et la contamination de la poudre, contrôlez exactement la distribution granulométrique, la forme et le contenu chimique de la poudre. La stabilité et le gradient de température du bain de fusion peuvent être maximisés en modifiant les paramètres de fusion, notamment la puissance du laser, la vitesse de balayage, l'épaisseur de la couche et la taille des points, réduisant ainsi l'apparition de défauts de surface.
2. Technologie avancée d’empilement en couches.
L'utilisation de techniques d'empilage de pointe comprend le découpage adaptatif, la compensation des contours et le balayage à angle variable pour réduire les ondulations de la surface et une mauvaise liaison intercouche. Simultanément, grâce à l'optimisation de la conception de la structure de support, la force de liaison entre le matériau de support et le corps du composant est améliorée. , atténuant ainsi les dommages de surface pendant le processus de retrait du support.
3. Capacité technologique de post-traitement améliorée
Créez un schéma de processus de post-traitement soigné pour assurer le contrôle de la température et la protection de l'atmosphère pendant le processus de traitement thermique, réduisant ainsi l'oxydation et la déformation de la surface. Les outils et équipements d'usinage de haute précision aident à contrôler les paramètres de coupe et à réduire la rugosité de surface et les rayures tout au long du processus d'usinage. Les méthodes de traitement de surface, notamment le sablage, le polissage électrolytique et le polissage chimique, sont également prises en compte comme moyen d'amélioration supplémentaire de la qualité de la surface.
4. Contrôle de la surveillance en temps réel
Installez un microscope optique, une détection par rayons X, une thermographie infrarouge ou une microscopie optique pour suivre l'état du bain de fusion, la répartition de la température et la forme de la surface pendant l'opération d'impression 3D métallique en temps réel. La combinaison d'algorithmes d'apprentissage automatique, d'analyse en temps réel et de contrôle par retour d'information des données de surveillance, ainsi que des paramètres de fusion et des opérations de post-traitement, permet de garantir la stabilité de la qualité de surface grâce à un ajustement rapide.
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