তাপ চিকিত্সার আগে এবং পরে ধাতব 3D মুদ্রিত অংশগুলির কার্যকারিতার মধ্যে একটি উল্লেখযোগ্য পার্থক্য আছে কি?

1. মাইক্রোস্ট্রাকচার: ত্রুটি থেকে ঘনত্বের গুণমানের পরিবর্তন
ধাতব 3D প্রিন্টিং প্রক্রিয়ায় উপাদানটিকে দ্রুত গরম করা এবং ঠান্ডা করা জড়িত, যার ফলে বস্তুর অভ্যন্তরে অনেক ছোট ছোট ত্রুটি দেখা দেয়। উদাহরণস্বরূপ, লেজার পাউডার বেড মেল্টিং (LPBF) পদ্ধতিতে, গলিত পুল দ্রুত ঠান্ডা হয়ে যায়, যা শস্যের সীমানায় উচ্চ-ঘনত্বের স্থানচ্যুতি এবং মাইক্রোপোর সহ মোটা কলামার স্ফটিক তৈরি করে। এই ত্রুটিগুলি শুধুমাত্র উপাদানের ঘনত্বকে কম করে না (সাধারণত 98%–99.5%), কিন্তু তারা ফাটল সৃষ্টি করে, যা তাদের যান্ত্রিক গুণাবলীর দিক থেকে অংশগুলিকে আরও দুর্বল করে তোলে।
তাপ চিকিত্সা নিম্নলিখিত কাজ করে মাইক্রোস্ট্রাকচার উন্নত করে:
ঘনত্ব: গরম আইসোস্ট্যাটিক প্রেসিং (HIP) চিকিত্সা উচ্চ তাপমাত্রা (সাধারণত উপাদানের গলনাঙ্কের 0.7-0.9 গুণ) এবং অংশের অভ্যন্তরীণ ছিদ্র এবং মাইক্রোক্র্যাকগুলি বন্ধ করতে উচ্চ চাপ (100-200MPa) দিয়ে কাজ করে। উদাহরণস্বরূপ, এইচআইপি চিকিত্সার পরে, একটি নির্দিষ্ট বিমান চালনার ইঞ্জিনের জন্য উচ্চ-তাপমাত্রার মিশ্র যন্ত্রাংশের ঘনত্ব 99.2% থেকে 99.99% হয়ে গেছে এবং অংশগুলি ভেঙে যাওয়ার আগে পাঁচ গুণ বেশি সময় ধরে থাকতে পারে।
শস্য পরিশোধন: অ্যানিলিংয়ের সময় পুনরায় ক্রিস্টালাইজেশন প্রক্রিয়া শস্যের আকারকে ছোট করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় মুদ্রিত অংশগুলিকে 350 ডিগ্রিতে 2 ঘন্টা অ্যানিলিং করা শস্যের আকার 100 μm থেকে 20 μm পর্যন্ত হ্রাস করে এবং ফলনের শক্তি 15% বৃদ্ধি করে।
ফেজ পরিবর্তনের নিয়ন্ত্রণ: আপনি যখন ইস্পাতকে নিভিয়ে ফেলেন, তখন আপনি একটি দ্বৈত-ফেজ কাঠামো তৈরি করতে পারেন যাতে মার্টেনসাইট এবং অবশিষ্ট অস্টিনাইট থাকে। উদাহরণস্বরূপ, 1050 ডিগ্রীতে নিভে যাওয়ার পরে এবং 200 ডিগ্রীতে টেম্পারড হওয়ার পরে, ছাঁচের ইস্পাত মুদ্রিত অংশগুলির কঠোরতা 58HRC-এ পৌঁছে এবং সেগুলি অপরিশোধিত অংশগুলির তুলনায় তিনগুণ বেশি পরিধানে প্রতিরোধী।
2, যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য: ভঙ্গুর থেকে শক্তিশালী হওয়া
ধাতব 3D মুদ্রিত আইটেমগুলির যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে আরও ভাল করার জন্য তাপ চিকিত্সা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। উদাহরণস্বরূপ, যখন উচ্চ-তাপমাত্রার খাদ GH4169-এর দিকে তাকালে, মুদ্রিত অংশগুলির নকল অংশগুলির তুলনায় একটু কম প্রসার্য শক্তি এবং ফলন শক্তি থাকে, তবে বিরতি এবং ক্রস-বিভাগীয় সংকোচনের সময় প্রসারিত হওয়া আরও খারাপ। রুটিন হিট ট্রিটমেন্টের পরে (স্ট্রেস রিলিফ অ্যানিলিং এবং হোমোজেনাইজেশন অ্যানিলিং), ঘরের তাপমাত্রা এবং উচ্চ তাপমাত্রায় এর প্রসার্য গুণাবলী ফোরজিংয়ের নিয়মগুলি পূরণ করে বা অতিক্রম করে। এটির উচ্চ-তাপমাত্রার স্থায়িত্বও নকল অংশের তুলনায় উচ্চতর।
কর্মক্ষমতা বৈষম্য দেখানো হয়েছে:
শক্তি বর্ধিতকরণ: নির্গমন পদ্ধতিটি দ্রুত ঠান্ডা করে একটি মার্টেনসিটিক কাঠামো তৈরি করে, যা এটিকে আরও শক্ত করে তোলে। উদাহরণ স্বরূপ, নিভানোর পরে, নিকেল-উচ্চ-তাপমাত্রার খাদ দিয়ে তৈরি প্রিন্ট করা অংশগুলির প্রসার্য শক্তি 460MPa থেকে 585MPa-তে চলে যায়।
উত্তম দৃঢ়তা: টেম্পারিং স্ট্রেস থেকে মুক্তি পেতে পারে এবং জিনিসগুলিকে আরও কঠিন করে তুলতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, 550 ডিগ্রীতে টেম্পারিং এবং টেম্পারিং করার পরে, একটি গাড়ির ট্রান্সমিশন শ্যাফ্টের একটি মুদ্রিত অংশের প্রভাব দৃঢ়তা 15J/cm² থেকে 35J/cm² হয়েছে।
ক্লান্তি কর্মক্ষমতা অপ্টিমাইজ করা: তাপ চিকিত্সা উপাদানের ভিতরে সমস্যাগুলি সমাধান করতে পারে এবং ক্লান্তি ফাটলগুলির বিস্তারকে ধীর করে দিতে পারে। তাপ চিকিত্সার পরে, 650 ডিগ্রিতে GH4169 মুদ্রিত অংশগুলির ক্লান্তি জীবন জাল অংশগুলির তুলনায় 20% বেশি।
3. মাত্রিক স্থায়িত্ব: নমন থেকে সঠিক নিশ্চয়তা
অবশিষ্ট স্ট্রেস রিলিজ বা মাইক্রোস্ট্রাকচারে পরিবর্তনের কারণে মেটাল 3D মুদ্রিত অংশগুলি মুদ্রণের পরে আকার পরিবর্তন করতে পারে। এটি তাদের সঠিকভাবে একত্রিত করা কঠিন করে তুলতে পারে। তাপ চিকিত্সা মাইক্রোস্ট্রাকচারকে আরও স্থিতিশীল করে এবং স্ট্রেস থেকে মুক্তি দিয়ে মাত্রিক স্থিতিশীলতার ব্যাপক উন্নতি করতে পারে।
কম বিকৃতি: অ্যানিলিং অংশগুলির মধ্যে তাপীয় সম্প্রসারণ সহগের পার্থক্য কম করতে পারে এবং মেশিনের বিকৃতি কম করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, একটি জটিল ফ্লো চ্যানেল হিট এক্সচেঞ্জারের একটি মুদ্রিত অংশের ব্যাস বিচ্যুতি ± 0.15 মিমি থেকে ± 0.05 মিমি পর্যন্ত অ্যানিলিং করার পরে।
দীর্ঘ-মেয়াদী স্থিতিশীলতা: বার্ধক্যজনিত চিকিত্সা উপকরণগুলিতে সুপারস্যাচুরেটেড কঠিন দ্রবণ থেকে মুক্তি পেতে পারে এবং সময়ের সাথে সাথে তাদের আকারকে খুব বেশি পরিবর্তন করা থেকে রক্ষা করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, 8 ঘন্টার জন্য 170 ডিগ্রীতে বয়স্ক হওয়ার পরে, মুদ্রিত অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় অংশগুলির আকার পরিবর্তনের হার প্রতি বছর 0.3% থেকে প্রতি বছর 0.05% এ নেমে আসে।
জটিল কাঠামোর অভিযোজন: তাপ চিকিত্সা পাতলা-প্রাচীরযুক্ত এবং ছিদ্রযুক্ত কাঠামোর মতো জটিল কাঠামোগুলির প্রক্রিয়াকরণের সময় স্ট্রেস জমা হওয়া রোধ করতে সাহায্য করতে পারে। দ্বিগুণ অ্যানিলিং করার পরে (700 ডিগ্রি × 2h + 500 ডিগ্রি × 4h), টাইটানিয়াম অ্যালয় অর্থোপেডিক ইমপ্লান্টের ক্লান্তি সীমা 450 MPa থেকে 600 MPa-এ বেড়েছে, যা সময়ের সাথে সাথে শরীরের ওজনকে সমর্থন করার জন্য যথেষ্ট।
4. বিশেষ কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা: সর্বজনীন থেকে কাস্টমাইজড ব্রেকথ্রু: তাপ চিকিত্সা এছাড়াও ধাতব 3D মুদ্রিত বস্তুর অনন্য গুণাবলী প্রদান করতে পারে, যা তাদের আরও পরিস্থিতিতে উপযোগী করে তোলে।
জারা প্রতিরোধের উন্নত: কঠিন সমাধান চিকিত্সা উপাদানের মধ্যে দ্বিতীয় পর্যায়ে দ্রবীভূত করতে পারে, যা ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল উপায়ে ক্ষয় হওয়ার সম্ভাবনা কম করে তোলে। উদাহরণস্বরূপ, 1050 ডিগ্রীতে একটি সমাধান দিয়ে চিকিত্সা করার পরে, 316L স্টেইনলেস স্টীল মুদ্রিত উপাদানগুলির পিটিং সম্ভাব্যতা 320mV থেকে 450mV-তে বেড়েছে, যা সামুদ্রিক পরিস্থিতিতে ব্যবহারের জন্য ভাল।
চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যের নিয়ন্ত্রণ: তাপ চিকিত্সা তাদের চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যগুলিকে আরও ভাল করতে নরম চৌম্বকীয় পদার্থের দানা অভিযোজন এবং অবশিষ্ট চাপ পরিবর্তন করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, 750 ডিগ্রি উত্তপ্ত হওয়ার পরে, একটি সোলেনয়েড ভালভের একটি নির্দিষ্ট অংশের চৌম্বকীয় ব্যাপ্তিযোগ্যতা 20% বেড়ে যায় এবং ব্যবহৃত শক্তির পরিমাণ 15% কমে যায়।
বায়োকম্প্যাটিবিলিটি উন্নত করা: মেডিক্যাল ইমপ্লান্টগুলিকে পৃষ্ঠের দূষক থেকে পরিত্রাণ পেতে এবং একটি প্যাসিভেশন ফিল্ম তৈরি করতে উত্তপ্ত করতে হবে। উদাহরণ স্বরূপ, টাইটানিয়াম অ্যালয় অর্থোপেডিক ইমপ্লান্টের পৃষ্ঠের রুক্ষতা Ra 3.2 μm থেকে 0.8 μm হয়ে গেছে অ্যাসিড ধোয়া এবং 500 ডিগ্রীতে অ্যানিলিং করার পরে, এবং যে হারে কোষগুলি ইমপ্লান্টে আটকে যায় তার হার 40% বেড়ে যায়।
5. একটি কেস স্টাডি: তাপ চিকিত্সা CuCrZr খাদ বৈশিষ্ট্যগুলিকে এমনভাবে আরও উন্নত করতে পারে যা প্রত্যাশিত নয়।
কারণ এটির দুর্দান্ত পরিবাহিতা এবং যান্ত্রিক গুণাবলী রয়েছে, CuCrZr খাদ প্রায়শই বিমানের ইঞ্জিনের অংশগুলিতে ব্যবহৃত হয়। যাইহোক, সাধারণ প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি ব্যবহার করে জটিল কাঠামো তৈরি করা কঠিন এবং ব্যয়বহুল। SLM কৌশলে তৈরি CuCrZr সংকর ধাতু বেশ শক্তিশালী (ফলন শক্তি 411MPa) কিন্তু বিদ্যুৎ পরিচালনার ক্ষেত্রে খুব ভালো নয় (31% IACS)। এক ঘন্টার জন্য 500 ডিগ্রীতে উত্তপ্ত হওয়ার পরে, এর প্রসার্য শক্তি 585 MPa-এ চলে যায় এবং এর পরিবাহিতা 64% IACS-এ চলে যায়। এটি সাধারণভাবে চিকিত্সা করা সংকর ধাতুগুলি কীভাবে কাজ করে তার অনুরূপ। এই দৃশ্যটি দেখায় যে তাপ চিকিত্সা ধাতব 3D প্রিন্টিং উপকরণগুলি থেকে সর্বাধিক পাওয়ার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ।