ধাতব 3D প্রিন্টিংয়ের মাধ্যমে জটিল কাঠামোকে সমর্থন করা কি কঠিন?

一, সমর্থনের প্রয়োজন: একটি জটিল কাঠামো সহ মুদ্রণের দ্বি-ধারী তলোয়ার
ধাতব 3D প্রিন্টিং-এ, সমর্থনকারী কাঠামো অনেক উদ্দেশ্যে কাজ করে:
যান্ত্রিক সহায়তা: অভিকর্ষ বা তাপের কারণে মুদ্রিত হওয়ার সময় স্থগিত নির্মাণগুলিকে পড়ে যাওয়া বা আকৃতি পরিবর্তন করা থেকে রক্ষা করা। উদাহরণস্বরূপ, যদি বিমানের ইঞ্জিনের ব্লেডগুলির সমর্থন না থাকে, তবে তাদের পাতলা দেয়ালগুলি গলিত পুলের দৃঢ়ীকরণ পর্যায়ে বাঁকতে পারে।
থার্মাল ম্যানেজমেন্ট: স্থানীয় তাপমাত্রার পার্থক্যকে খুব বড় হওয়া থেকে রক্ষা করতে এবং অবশিষ্ট স্ট্রেস তৈরি হওয়া থেকে রক্ষা করতে সহায়ক কাঠামোর মাধ্যমে তাপ সরানো। উদাহরণস্বরূপ, টাইটানিয়াম অ্যালয় ইমপ্লান্ট প্রিন্ট করার সময়, উপাদানটি খুব দ্রুত ঠান্ডা হয়ে গেলে সমর্থনটি মাইক্রোক্র্যাক তৈরি করা বন্ধ করতে পারে।
প্রক্রিয়াটির স্থায়িত্ব: পাউডার বেড গলানো প্রযুক্তিতে, সমর্থনকারী কাঠামো অংশগুলিকে এমন জায়গায় রাখে যাতে পাউডার প্রবাহিত হওয়ার সাথে সাথে বা স্ক্র্যাপার তাদের আঘাত করে না।
তবে সমর্থনকারী কাঠামোর সাথেও বড় সমস্যা রয়েছে:
উপকরণের অপচয়: সহায়ক উপকরণের পরিমাণ অংশগুলির সামগ্রিক ওজনের 30% থেকে 50% পর্যন্ত হতে পারে এবং সেগুলিকে পুনর্ব্যবহার করা কঠিন।
পোস্ট-প্রক্রিয়াকরণের খরচ: মেশিনের সাহায্যে সমর্থন অপসারণ করতে অনেক কাজ লাগে এবং টুকরোগুলির পৃষ্ঠের ক্ষতি হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, মেডিক্যাল ইমপ্লান্টগুলি বায়োকম্প্যাটিবিলিটি মান পূরণ করার জন্য ইনস্টল করার পরে আরও পালিশ করা দরকার।
ডিজাইনের সীমাবদ্ধতা: ঐতিহ্যগত সমর্থন সিস্টেমগুলির জন্য 45 ডিগ্রির বেশি একটি সাসপেনশন কোণ প্রয়োজন, যা জটিল অভ্যন্তরীণ প্রবাহ চ্যানেল এবং জালি কাঠামোর মতো নতুন ডিজাইনগুলি ব্যবহার করা কঠিন করে তোলে।
2, প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ: একই সময়ে উপকরণের বৈশিষ্ট্য এবং কাঠামোর জটিলতা পরীক্ষা করা
1. উপকরণের বৈশিষ্ট্যের পার্থক্য এটি সমর্থন করা কঠিন করে তোলে
বিভিন্ন ধাতব পদার্থের শারীরিক এবং রাসায়নিক গুণাবলী সহায়ক প্রক্রিয়াকে ব্যাপকভাবে প্রভাবিত করে:
টাইটানিয়াম খাদ খুব সক্রিয় এবং অক্সিজেন এবং নাইট্রোজেনের সাথে সহজে বিক্রিয়া করে একটি শক্ত, ভঙ্গুর স্তর তৈরি করে। এটি ব্যবহার করা হচ্ছে না যখন নিষ্ক্রিয় গ্যাস থেকে রক্ষা করা প্রয়োজন। উদাহরণস্বরূপ, Ti6Al4V মুদ্রিত অংশগুলিকে সমর্থন করার সময়, অক্সিজেনের পরিমাণ 50ppm-এর নিচে রাখা উচিত, অন্যথায় তারা নিজেরাই আগুন ধরতে পারে।
স্টেইনলেস স্টীল মরিচা প্রতিরোধী এবং রাসায়নিক বা উচ্চ{0}}চাপের জলের জেট ব্যবহার করে পরিষ্কার করা যেতে পারে। আপনি যখন ক্ষারীয় পরিষ্কারের দ্রবণে 316L স্টেইনলেস স্টিলের ব্লেড ভিজিয়ে অতিস্বনক পরিষ্কার ব্যবহার করেন, আপনি 99.5% পাউডার থেকে মুক্তি পেতে পারেন।
অ্যালুমিনিয়াম খাদ একটি কম গলনাঙ্ক আছে এবং সাধারণ কম্পন পরিষ্কার পদ্ধতি সঙ্গে পরিষ্কার যখন আকৃতি পরিবর্তন হতে পারে. AlSi10Mg প্রিন্ট থেকে সমর্থন অপসারণ করতে, আপনাকে CO₂ স্নো জেট প্রযুক্তি ব্যবহার করতে হবে, যা তাপীয় চাপ ঘনত্বের কারণ না করে -78.5 ডিগ্রি কম তাপমাত্রায় কঠিন কণাকে আঘাত করে কাজ করে।
2. জিনিসগুলিকে আরও কঠিন করার জন্য কাঠামোগুলিকে আরও জটিল করা৷
জটিল স্থাপত্যগুলি অসমর্থিত প্রক্রিয়াগুলির জন্য উচ্চতর চাহিদার প্রয়োজন করে:
ছিদ্রযুক্ত গঠন: অর্থোপেডিক ইমপ্লান্টে ছিদ্রযুক্ত স্তরটি সাধারণত 3 মিমি পুরু হয় এবং অবশিষ্ট পাউডারের পরিমাণ 0.1 মিলিগ্রাম/সেমি ² এর কম হওয়া উচিত। একটি নির্দিষ্ট মেডিকেল কোম্পানি 98.7% পাউডার পুনরুদ্ধারের হার পেতে ভ্যাকুয়াম শোষণ প্রযুক্তি এবং 360-ডিগ্রী ঘূর্ণায়মান ফিক্সচার ব্যবহার করে।
পাতলা-প্রাচীরের কাঠামো: যদি এভিয়েশন ইঞ্জিন ব্লেডের প্রাচীরের পুরুত্ব 1 মিমি-এর কম বা সমান হয়, তবে এটির জায়গায় থাকার জন্য যান্ত্রিক চাপ নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজন। GE কম-তাপমাত্রা পাউডার অপসারণ (তরল নাইট্রোজেনের সাথে -196 ডিগ্রীতে ঠাণ্ডা করা) ব্যবহার করে এবং বয়সের চিকিত্সার সাথে অবশিষ্ট স্ট্রেসকে 50MPa-এর থেকে কম করে এবং ফাটল তৈরি করা বন্ধ করে।
অভ্যন্তরীণ গহ্বরের গঠন: টারবাইন ডিস্কের অভ্যন্তরীণ গহ্বরের সমর্থন বের করতে বিশেষ সরঞ্জাম তৈরি করতে হবে। একটি নির্দিষ্ট টারবাইন ডিস্ক মডেলের একটি অপসারণযোগ্য কোর শ্যাফ্ট রয়েছে যা পাউডারকে বাইরে ঠেলে দিতে কেন্দ্রাতিগ শক্তি ব্যবহার করে এবং পৃষ্ঠ বরাবর উড়তে লেমিনার বায়ুপ্রবাহ (0.5m/s) ব্যবহার করে, যা ভিতরের চেম্বারের পরিচ্ছন্নতার মান পূরণ করে।
3, নতুন ধারনা: প্রক্রিয়াগুলিকে আরও ভাল করে তোলা থেকে শুরু করে স্মার্ট ডিজাইন পর্যন্ত
1. তত্ত্বাবধানহীন মুদ্রণ প্রযুক্তি ঐতিহ্যগত মুদ্রণের সীমার কাছাকাছি পায়।
কিছু জটিল কাঠামো প্রিন্টিং পাথ এবং পাউডারের বৈশিষ্ট্যগুলি সামঞ্জস্য করে সমর্থন ছাড়াই মুদ্রণ করতে সক্ষম হয়েছে:
ছোট কোণ অসমর্থিত গঠন: লেইমিং লেজার দ্বারা তৈরি LiM-X260A সরঞ্জামগুলি লেজার শক্তির ঘনত্ব এবং স্ক্যানিং পদ্ধতিকে অপ্টিমাইজ করে 5 ডিগ্রি থেকে 35 ডিগ্রি সাসপেন্ড টাইটানিয়াম খাদ উপাদানগুলিকে মুদ্রণ করতে পারে। অংশগুলির ঘনত্ব 99.9%।
বুদ্ধিমান পথ পরিকল্পনা: চায়না একাডেমি অফ লঞ্চ ভেহিকেল টেকনোলজির কৌশলগত দল পাউডার কণার আকার বন্টন (D50=45 μm) এবং লেজার স্ক্যানিং গতি (800mm/s) পরিবর্তন করেছে। জটিল রকেট কেবিন কাঠামোর অসমর্থিত মুদ্রণ সম্ভব করতে তারা স্ট্রেস ডিস্ট্রিবিউশন সিমুলেশনও ব্যবহার করেছিল। পৃষ্ঠের নির্ভুলতা মিলিমিটার স্তরে পৌঁছেছে, এবং পোস্ট-প্রক্রিয়াকরণের প্রয়োজনীয়তা 60% কম হয়েছে৷
2. উন্নত সমর্থন কাঠামো এটি বন্ধ করা সহজ করে তোলে।
দ্রবীভূত সমর্থন: অ্যারিজোনা স্টেট ইউনিভার্সিটি স্টেইনলেস স্টিলের অংশগুলিতে কার্বন ইস্পাত সমর্থন মুদ্রণ করে এবং কার্বন ইস্পাতকে বেছে বেছে ক্ষয় করার জন্য নাইট্রিক অ্যাসিড দ্রবণ ব্যবহার করে বৈদ্যুতিক রাসায়নিক সমর্থন অপসারণের একটি উপায় নিয়ে এসেছে। 7 মিমি পুরু সাপোর্টটি 6 ঘন্টারও কম সময়ের মধ্যে টুকরোগুলির পৃষ্ঠকে আঘাত না করে সম্পূর্ণরূপে বন্ধ করা যেতে পারে।
ফ্র্যাকচার পয়েন্টের ডিজাইন: সাপোর্টিং স্ট্রাকচারে আওয়ারগ্লাস-আকৃতির ফ্র্যাকচার পয়েন্ট যোগ করুন, এবং ফ্র্যাকচার পরিচালনা করতে প্রাক-স্ট্রেস কনসেন্ট্রেশন লোকেশন সেট করুন। উদাহরণ স্বরূপ, একটি অটোমোবাইলের একটি অংশে একটি দাঁত-আকৃতির সমর্থন থাকে যা সামান্য জোরে সহজেই সরানো যায়। পৃষ্ঠের ক্ষতি 0.05 মিমি গভীরের কম।
3. সিমুলেশন অপ্টিমাইজেশান সমর্থন কম প্রয়োজনীয় করে তোলে।
প্রসেস সিমুলেশন টুলস, যেমন ভক্সেলড্যান্স ইঞ্জিনিয়ারিং, প্রিন্টিংয়ের সময় তাপ চাপ কীভাবে ছড়িয়ে পড়বে তা নির্ধারণ করতে পারে এবং সমর্থন কনফিগারেশনকে আরও ভাল করে তুলতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, একটি বন্ধ ইম্পেলার মডেল সিমুলেশনের মাধ্যমে প্রয়োজনীয় সমর্থনের পরিমাণ 60% কমিয়ে দেয়, মুদ্রণের সময়কে 50 ঘন্টা কমিয়ে দেয় এবং স্ক্র্যাপার সংঘর্ষের সম্ভাবনা কমিয়ে দেয়।