Tổng quan về nhôm in 1.3D
Bằng cách sử dụng bột kim loại xếp chồng lên nhau, bao gồm nhôm silicon AISi12 và AISi10Mg, nhôm in 3D tạo ra các vật thể ba chiều. Kỹ thuật này không chỉ mang lại độ chính xác và tính linh hoạt cao mà còn có thể chế tạo nhanh chóng các công trình phức tạp. Trong việc sử dụng vật liệu, chi phí sản xuất và chu kỳ giao hàng, nhôm in 3D cho thấy những lợi ích đáng chú ý so với kỹ thuật đúc và rèn thông thường.
Tuy nhiên, kim loại in 3D vẫn có những khó khăn nhất định. Ví dụ, nhôm có hoạt tính hóa học cao; khi nó được nghiền thành bột, diện tích bề mặt của nó tăng lên và hoạt động hóa học của nó cũng tăng lên, khiến việc đốt cháy trở nên đơn giản và do đó làm tăng mối lo ngại về an toàn trong quá trình chế biến. Thách thức hơn nữa là nung kết nhôm vì nó có độ bền rất thấp, chất lượng cơ học kém và dễ hình thành lớp phủ oxit nhôm dày đặc và chắc chắn trên bề mặt. Những vấn đề này phần nào hạn chế các ứng dụng có thể có của nhôm in 3D.
2. Ý tưởng và đặc điểm hướng dẫn của anodizing
Anodizing là một quá trình điện hóa trong đó kim loại như nhôm được đặt làm cực dương trong dung dịch điện phân được chỉ định dưới tác động của dòng điện bên ngoài tạo ra lớp oxit bảo vệ trên bề mặt của nó. Ngoài việc tăng khả năng chống ăn mòn và mài mòn của kim loại, lớp oxit này còn làm nổi bật tác động trang trí.
Màng oxit anốt sở hữu một số tính chất rất nổi bật. Trước hết, màng cứng có thể đạt được 400 đến 600 HV trên hợp kim nhôm trong khi lớp phủ oxit thông thường dao động từ 100 đến 300 HV. Về khả năng chống mài mòn và chống trầy xước, độ cứng tuyệt vời này mang lại những lợi ích chính cho màng anodised. Thứ hai, đặc tính bám dính và hấp phụ rất mạnh của màng oxit anốt có thể liên kết chặt chẽ với các lớp phủ, chất kết dính, màu sắc, v.v. khác nhau, do đó tạo ra lớp đáy tốt cho lớp phủ và nhuộm tiếp theo. Hơn nữa, việc cho phép màng anod hóa duy trì hiệu suất ổn định trong nhiều điều kiện khắc nghiệt là khả năng chống ăn mòn tốt, cách điện và cách nhiệt cao.
Xử lý anodizing nhôm in 3.3D
Xử lý anodizing được sử dụng trong in 3D, đặc biệt đối với các nguyên mẫu hợp kim nhôm được sản xuất bằng phương pháp nấu chảy lớp bột, nấu chảy chùm tia điện tử hoặc phương pháp in 3D kim loại khác. Điều này là như vậy vì nhôm in 3D là một trong những vật liệu mà quá trình anod hóa hầu hết thích hợp, cũng như nhôm và các hợp kim của nó.
Quá trình anodizing của nhôm in 3D tương tự như các sản phẩm nhôm thông thường. Việc xử lý sơ bộ làm phẳng, tẩy nhờn, khắc hoặc đánh bóng bề mặt đầu tiên đối với nhôm in 3D là điều cần thiết để đảm bảo độ phẳng và mịn bề mặt của nó đáp ứng nhu cầu. Sau đó, đặt nhôm in 3D đã xử lý vào bể anodizing và chạy dòng điện một chiều để xử lý oxy hóa. Một lớp không xốp dày đặc - nghĩa là một lớp rào cản - nhanh chóng phát triển trên bề mặt nhôm trong quá trình oxy hóa, sau đó tạo thành lớp xốp. Bao gồm cấu trúc dạng tế bào gồm các cột lục giác xốp, lớp xốp được tạo thành từ các lỗ nhỏ ở trung tâm của mỗi khối kéo dài đến tận lớp rào cản trên bề mặt nhôm. Độ dày của lớp xốp sẽ tăng dần khi quá trình oxy hóa diễn ra cho đến khi đạt được độ dày thích hợp.
Ngoài việc nâng cao đáng kể chất lượng bề mặt, nhôm in 3D sau quá trình xử lý anodizing còn nâng cao các khía cạnh trang trí và thực tế của nó. Ví dụ, để đáp ứng các mục tiêu thẩm mỹ khác nhau, màng oxit anốt có nhiều màu sắc khác nhau có thể được tạo ra bằng cách điều chỉnh thành phần và điều kiện oxy hóa của dung dịch điện phân. Hơn nữa, màng anodized có thể là lớp hoặc lớp dưới cùng của lớp phủ, do đó tăng cường độ bám dính và độ bền giữa lớp phủ hoặc lớp và kim loại cơ bản.
4.Ứng dụng và triển vọng của phương pháp xử lý Anodizing
Khả năng ứng dụng xử lý anodizing trong nhôm in 3D có phần rộng. Trước hết, trong ngành hàng không vũ trụ, quá trình xử lý anodizing của nhôm in 3D có thể tăng khả năng chống ăn mòn và chống mài mòn của các bộ phận, do đó kéo dài tuổi thọ sử dụng của chúng và giảm chi phí bảo trì. Thứ hai, trong lĩnh vực sản xuất ô tô, xử lý anodizing có thể mang lại vẻ ngoài đẹp mắt và hiệu suất vượt trội cho các bộ phận xe bằng nhôm in 3D, từ đó đáp ứng nhu cầu kép của người tiêu dùng về chất lượng và tính thẩm mỹ của ô tô. Hơn nữa, được sử dụng trong ngành công nghiệp dân dụng để sản xuất một số mặt hàng nhôm có nhu cầu chức năng cụ thể bao gồm các lớp cách điện, lớp điện môi tụ điện, v.v. là xử lý anodizing.
Tuy nhiên, kỹ thuật anodizing cũng có những khó khăn và hạn chế nhất định. Ví dụ, các yếu tố khác nhau ảnh hưởng đến độ dày và hiệu suất của màng oxit anốt bao gồm thành phần chất điện phân, điện áp oxy hóa, thời gian oxy hóa, v.v. Khi đó, trong các ứng dụng thực tế, bắt buộc phải tối đa hóa và sửa đổi tùy theo yêu cầu cụ thể. Hơn nữa, việc xử lý bằng anodizing đòi hỏi các công cụ và người vận hành có tay nghề cao để đảm bảo tính hiệu quả và an toàn của quy trình xử lý.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/high-quality-3d-printing-bike-frame.html