Chúng ta có cần thực hiện lại xử lý bề mặt sau khi tháo tấm đỡ không?

一, Các loại và nguyên nhân gây ra khuyết tật bề mặt sau khi tháo giá đỡ
1. Hư hỏng cơ học: Hư hỏng bề mặt do tiếp xúc với dụng cụ
Để tháo các giá đỡ bằng kim loại, người ta thường sử dụng các thiết bị như kìm, đá mài hoặc tia laser. Ví dụ, trong khi tháo cấu trúc hỗ trợ của các kênh làm mát bên trong của cánh tuabin động cơ máy bay, việc sử dụng các dụng cụ cắt hợp kim cứng có thể tạo ra các vết xước trên bề mặt nền hợp kim titan sâu 0,1–0,3mm. Hệ thống hỗ trợ robot của Chiết Giang Tuobo giữ áp suất tiếp xúc trong khoảng 0,1N bằng cách sử dụng điều khiển phản hồi lực, tuy nhiên, vết lõm cục bộ vẫn có thể xảy ra do sự chênh lệch về độ cứng vật liệu.
2. Vùng ảnh hưởng nhiệt-là khu vực mà quá trình cắt laser để lại ứng suất.
Khi hỗ trợ cắt bằng laser, bề mặt vật liệu có thể đủ nóng để tạo ra vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ). Ví dụ: hợp kim nhiệt độ cao-làm từ niken-có thể mất 20% đến 30% độ cứng sau khi cắt bằng laze và các vết nứt nhỏ có thể hình thành. Dữ liệu thực nghiệm cho một loại vòi phun động cơ tên lửa cụ thể chỉ ra rằng tốc độ lan truyền vết nứt của bề mặt cắt bằng laser{6}}, không xử lý nhiệt, lớn hơn ba lần so với bề mặt trong quá trình thử nghiệm độ mỏi.
3. Cặn bột: vấn đề làm sạch các kết cấu phức tạp
Trong quá trình nấu chảy lớp bột (PBF), khoảng trống giữa cấu trúc đỡ và chất nền có thể chứa bột chưa tan chảy. Một nghiên cứu điển hình của một công ty cấy ghép y tế chứng minh rằng khi độ dày của lớp bột còn sót lại ở bề mặt tiếp xúc xương của cốc ổ cối lớn hơn 0,1 mm thì hiệu quả tích hợp xương giảm từ 40%. 5% đến 10% bột không thể loại bỏ được ngay cả khi sàng lọc rung và làm sạch luồng không khí. Điều này là do sự hấp phụ tĩnh điện hoặc nhiễu cơ học.
2, Nhu cầu xử lý bề mặt thứ cấp: mô hình quyết định dựa trên cách sử dụng nó
1. Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, hiệu suất được đảm bảo trong điều kiện thực sự tồi tệ.
Xử lý bề mặt thứ cấp là cần thiết để chế tạo buồng đốt cho động cơ máy bay. Kênh dòng chảy bên trong phải có khả năng xử lý nhiệt độ 1500 độ và áp suất 10 MPa. Sau khi tháo giá đỡ, độ nhám bề mặt (Ra) phải được giữ ở mức dưới 0,8 μm. Một công ty sử dụng quy trình kết hợp "phun cát + đánh bóng điện phân":
Xử lý phun cát: Sử dụng hạt cát alumina 200 lưới để hạ giá trị Ra từ 6,3 μm xuống 1,6 μm. Điều này tạo ra một lớp ứng suất nén dày 0,5–1 μm và tăng độ bền mỏi lên 15%.
Đánh bóng bằng điện phân: Bằng cách sử dụng quy trình điện hóa để hòa tan dung dịch gốc phốt phát{0}}, giá trị Ra được hạ xuống 0,4 μm và các vết nứt nhỏ trên bề mặt do phun cát gây ra sẽ được loại bỏ.
2. Cấy ghép y tế: tiêu chí thiết yếu cho tính tương thích sinh học
Chất lượng bề mặt của vật liệu cấy ghép chỉnh hình bằng hợp kim titan có ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ chúng tích hợp với xương. Nếu giá trị Ra của bề mặt sau khi loại bỏ vật đỡ lớn hơn 1,6 μm, các thí nghiệm đã cho thấy tốc độ bám dính của nguyên bào xương giảm 60%. Một công ty sử dụng quy trình ba-bước "đánh bóng cơ học + khắc axit + anodizing":
Đánh bóng cơ học: Sử dụng giấy nhám 600 grit để loại bỏ các mảnh vụn hỗ trợ và giữ giá trị Ra ở mức hoặc dưới 3,2 μm.
Xử lý bằng khắc axit: Khắc trong dung dịch hỗn hợp axit hydrofluoric và axit nitric trong 10 phút để tạo cấu trúc vi xốp dày 5–10 μm và giúp tế bào xương sinh sôi nảy nở.
Anodizing: Tạo màng oxit TiO ₂ dày 200nm ở điện áp 18V. Điều này làm cho bề mặt có khả năng chống ăn mòn cao gấp 5 lần và mang lại màu vàng, khiến nó dễ được chấp nhận hơn trong môi trường lâm sàng.
3. Khuôn mẫu công nghiệp: tìm sự cân bằng giữa tính hữu dụng và chi phí
Trong quá trình chế tạo khuôn phun, quá trình xử lý bề mặt thứ cấp cần tìm ra sự dung hòa giữa chi phí và hiệu suất. Phương pháp của một công ty cụ thể để loại bỏ sự hỗ trợ khỏi khuôn hợp kim nhôm sau khi xử lý:
Giải pháp hiệu quả kinh tế: Để phù hợp với nhu cầu chung về đúc nhựa, chỉ cần xử lý phun cát (giá trị Ra Nhỏ hơn hoặc bằng 3,2 μm). Điều này giúp giảm 40% chi phí cho mỗi sản phẩm.
Giải pháp với hiệu suất cao: Tăng độ chính xác gia công CNC (giá trị Ra < 0,8 μ m), điều này tốt cho các bộ phận khuôn cần rất sáng bóng hoặc trong suốt, nhưng sẽ mất thời gian gấp ba lần.
3, Tiến hóa công nghệ: Những bước tiến lớn về tự động hóa và trí tuệ
1. Robot góp phần tạo nên cuộc cách mạng về độ chính xác của hệ thống
Hệ thống robot sáu{0}}trục của Chiết Giang Tuobo sử dụng tính năng định vị trực quan 3D và điều khiển phản hồi lực để loại bỏ các giá đỡ có độ chính xác dưới một milimet. Trong trường hợp của một công ty hàng không nào đó, công nghệ này đã cắt giảm tỷ lệ hỗ trợ còn lại của các cánh tuabin từ 12% xuống 0,5% và cũng cắt giảm thiệt hại do can thiệp thủ công.
2. Kết hợp các loại công nghệ xử lý
Doanh nghiệp EOS của Đức đã chế tạo thiết bị tích hợp "đánh bóng hỗ trợ", thực hiện đánh bóng từ lưu biến (MRF) ngay sau khi tháo hỗ trợ. MRF có thể làm cho bề mặt mịn hơn từ 3,2 μm đến 0,1 μm trong vòng chưa đầy 10 phút mà không làm hỏng lớp dưới bề mặt. Điều này có thể thực hiện được vì chất lỏng phi Newton trở nên đặc hơn khi chúng bị cắt.
3. Tối ưu hóa dự đoán công nghệ bản sao kỹ thuật số
Siemens đã sản xuất chương trình NX MCD, chương trình này có thể cho thấy ứng suất trên bề mặt thay đổi như thế nào sau khi tháo giá đỡ. Một mô hình song sinh kỹ thuật số đã được sử dụng để tìm ra lộ trình cắt laze tốt nhất cho lưỡi động cơ. Điều này làm cho vùng ảnh hưởng nhiệt rộng 0,5 mm thay vì rộng 0,2 mm và tăng gấp đôi tuổi thọ mỏi.