ধাতব 3D প্রিন্টিং ছাঁচের কঠোরতা কি উচ্চ-শক্তি উৎপাদনের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে?

1. সঠিক উপাদান নির্বাচন: একটি উচ্চ দৃঢ়তা সঙ্গে ধাতু পাউডার তৈরি নীচে সমর্থন
উপাদান নিজেই নির্ধারণ করে কতটা শক্ত ধাতব 3D প্রিন্টিং ছাঁচ। টুল স্টিল, স্টেইনলেস স্টীল, হার্ড অ্যালয় এবং বিশেষ অ্যালয় হল এই মুহূর্তে 3D প্রিন্টিং ছাঁচের জন্য সবচেয়ে সাধারণ উপকরণ৷ তাদের কঠোরতা পরিসীমা HRC 20 থেকে 70, যার মানে তারা বিভিন্ন পরিস্থিতিতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
টুল ইস্পাত, যেমন H13 এবং A2, তাপ চিকিত্সার পরে HRC 40-60 এর কঠোরতা রয়েছে। এটি পরার জন্য শক্ত এবং প্রতিরোধী, এটিকে উচ্চ-চাপের পরিস্থিতি যেমন ডাই-কাস্টিং মোল্ড এবং হট ফোরজিং মোল্ডের জন্য ভাল করে তোলে। উদাহরণ স্বরূপ, গাড়ির যন্ত্রাংশ তৈরি করে এমন একটি কোম্পানি 3D প্রিন্টেড H13 স্টিলের ছাঁচ ব্যবহার করে যা হিট ট্রিটমেন্টের পরে HRC 52 হার্ড। এই ছাঁচগুলি প্রথাগত ফোর্জিং ছাঁচের মতোই কাজ করে এবং তিন গুণ বেশি সময় ধরে চলে।
316L স্টেইনলেস স্টিলের কঠোরতা প্রায় HRC 20–30, কিন্তু প্রিন্টিং সেটিংস এবং পোস্ট-প্রসেসিং সামঞ্জস্য করে, এটির কঠোরতা HRC 40-এর উপরে উন্নীত করা যেতে পারে যদিও এখনও ক্ষয় প্রতিরোধী। এটি খাবারের প্যাকেজিং এবং চিকিৎসা ডিভাইসের মতো স্বাস্থ্যবিধি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ এমন এলাকার জন্য এটিকে ভালো করে তোলে।
হার্ড অ্যালয়: WC Co (টাংস্টেন কার্বাইড কোবাল্ট) চরম পরিধানের পরিস্থিতির জন্য একটি সাধারণ উপাদান যেমন ঘুষি মারা যায় এবং ড্রয়িং মারা যায়। এটির কঠোরতা HRC 55–70 পর্যন্ত এবং এটি টুল স্টিলের চেয়ে 10 গুণ বেশি পরিধান-প্রতিরোধী। একটি নির্দিষ্ট কোম্পানি যে বৈদ্যুতিক যন্ত্রাংশ তৈরি করে 500,000 বার থেকে 2 মিলিয়ন বার, পঞ্চিং ফ্রিকোয়েন্সি দ্বিগুণ করার জন্য 3D-মুদ্রিত শক্তিশালী অ্যালয় মোল্ড ব্যবহার করে৷
3D printing can make fine-grained structures in special alloys like Inconel 718 nickel-based alloy. These structures are 20% harder than those made by traditional casting. They also stay strong at high temperatures (strength retention rate>90% 650 ডিগ্রীতে ), যে কারণে তারা এভিয়েশন ইঞ্জিন টারবাইন ডিস্কের জন্য ছাঁচে প্রচুর ব্যবহৃত হয়।
2. প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশন: "মুদ্রণ" থেকে "গঠন" পর্যন্ত সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ
ধাতুর কঠোরতা 3D প্রিন্টিংয়ের জন্য শুধুমাত্র উপাদান নয়, প্রক্রিয়া প্যারামিটারগুলির সঠিক ব্যবস্থাপনাও গুরুত্বপূর্ণ। উদাহরণস্বরূপ, সিলেক্টিভ লেজার মেল্টিং (SLM) প্রযুক্তি নিম্নলিখিত গুরুত্বপূর্ণ পরামিতিগুলিকে অপ্টিমাইজ করে কঠোরতা বাড়ায়:
Control of energy density: The quality of the molten pool is directly affected by the strength of the laser, the speed of the scan, and the size of the spot. When the energy density is low, the material may become more porous (15% less hard when>1%), এবং যখন এটি উচ্চ হয়, এটি ফাটতে পারে। একটি সমীক্ষা দেখায় যে 150W এর লেজার শক্তি এবং 800mm/s এর স্ক্যানিং গতির সাথে 316L স্টেইনলেস স্টিল মুদ্রণ করার সময়, পোরোসিটি 0.3% এর নিচে থাকে এবং কঠোরতা HRC 38-এ পৌঁছায়, যা প্রায় ফোরজিংসের মতোই।
ইন্টারলেয়ার বন্ধন শক্তি: স্ক্যানিং পদ্ধতি (যেমন চেকেরবোর্ড স্ক্যানিং এবং দ্বীপ স্ক্যানিং) এবং স্তরের পুরুত্ব (20-50 μm) পরিবর্তন করে স্তরগুলির মধ্যে একটি শক্তিশালী ধাতব বন্ধন তৈরি করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, একটি নির্দিষ্ট এভিয়েশন ব্যবসা 30 μm এর একটি স্তর পুরুত্ব এবং 450MPa এর একটি ইন্টারলেয়ার বন্ধন শক্তি সহ Ti6Al4V টারবাইন ব্লেড ছাঁচ প্রিন্ট করে, যা পূর্ববর্তী পদ্ধতির তুলনায় 20% শক্তিশালী।
Setting the cooling rate: Rapid cooling (>10 ^ 4 ডিগ্রি /সে) একটি সূক্ষ্ম-দানাযুক্ত কাঠামো তৈরি করতে পারে (যেমন মার্টেনসাইট) যা উপাদানটিকে আরও শক্ত করে তোলে। L-PBF প্রযুক্তি ব্যবহার করে, সিটি ইউনিভার্সিটি অফ হংকং টিম একটি Al Mg Mn Sc Zr অ্যালয় প্রিন্ট করেছে। তারা ন্যানো টুইন শক্তিশালীকরণ প্রক্রিয়া ব্যবহার করে 12% এ নমনীয়তা রেখে 656MPa পর্যন্ত ফলন শক্তি বাড়ায়।
3. পোস্ট-প্রসেসিং প্রযুক্তি: কঠোরতা আরও ভাল করার শেষ ধাপ
3D প্রিন্টিং শেষ নয়; পোস্ট-প্রসেসিং প্রযুক্তি হল ছাঁচকে শক্ত করার সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ অংশ।
তাপ চিকিত্সা: annealing, quenching, বা বার্ধক্য দ্বারা জালি কাঠামো পরিবর্তন. উদাহরণস্বরূপ, 480 ডিগ্রীতে বয়স হওয়ার পরে, একটি 3D প্রিন্টেড 18Ni300 মার্টেনসিটিক এজিং স্টিলের ছাঁচের কঠোরতা HRC 38 থেকে HRC 52 এ চলে গেছে। এটি অবশিষ্ট স্ট্রেস থেকে মুক্তি পেয়েছে এবং এটি ভেঙে যাওয়ার সম্ভাবনা কম করেছে।
পৃষ্ঠকে আরও শক্ত করতে, আপনি শট পিনিং, নাইট্রাইডিং বা লেজার ক্ল্যাডিং ব্যবহার করতে পারেন। একটি নির্দিষ্ট ডাই-কাস্টিং মোল্ড মেকার 3D প্রিন্ট H13 ইস্পাত ছাঁচে শট পিনিং নিযুক্ত করে। এটি পৃষ্ঠটিকে শক্ত করে তোলে (HRC 50 থেকে HRC 58 পর্যন্ত) এবং তাদের পরিধানের জন্য 40% বেশি প্রতিরোধী করে তোলে।
হট আইসোস্ট্যাটিক প্রেসিং (HIP): উচ্চ চাপ (100-200 MPa) এবং উচ্চ তাপমাত্রা (900-1200 ডিগ্রি) ব্যবহার করে অভ্যন্তরীণ ছিদ্রগুলি থেকে মুক্তি পেতে এবং 100% এর কাছাকাছি উপাদানের ঘনত্ব পেতে। ইনকোনেল 718 ছাঁচটি যেটি HIP দিয়ে চিকিত্সা করা হয়েছিল তা 30% শক্ত এবং যে ছাঁচটি চিকিত্সা করা হয়নি তার চেয়ে পাঁচগুণ বেশি স্থায়ী হয়।
4. শিল্প ব্যবহার: ল্যাব থেকে উত্পাদন লাইনে পরীক্ষা
ধাতব 3D প্রিন্টিং ছাঁচের কঠোরতা সুবিধা বিভিন্ন ক্ষেত্রে নিশ্চিত করা হয়েছে:
জিই এভিয়েশন 3D-প্রিন্টেড ইনকোনেল 718 ফুয়েল নজল মোল্ড ব্যবহার করে যার কঠোরতা HRC 45। এই ছাঁচগুলি স্ট্যান্ডার্ড ঢালাইয়ের তুলনায় 15% হালকা এবং উচ্চ তাপমাত্রা এবং চাপ সামলাতে পারে।
গাড়ি তৈরি করা: BMW গ্রুপ স্টিলের ছাঁচ এবং 3D প্রিন্টিং টুল ব্যবহার করে অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় ইঞ্জিন সিলিন্ডার ব্লক তৈরি করে। ছাঁচের কঠোরতা হল HRC 50, এবং এটি 100,000 বারের বেশি স্থায়ী হয়, যা প্রতিটি টুকরার খরচ 40% কম করে।
জনসন অ্যান্ড জনসন 3D-প্রিন্টেড কোবাল্ট ক্রোমিয়াম অ্যালয় অর্থোপেডিক ইমপ্লান্ট ছাঁচ ব্যবহার করে যা HRC 60 হার্ড এবং Ra<0.2 μ m rough on the surface. These moulds meet both biocompatibility and wear resistance standards.