ধাতব 3D প্রিন্টিংয়ে স্ট্রেস রিলিফ হিট ট্রিটমেন্টের ভূমিকা কী?

1. গঠনের পদ্ধতি এবং অবশিষ্ট চাপের বিপদ
তাপীয় চাপ সঞ্চয়ের শারীরিক প্রকৃতি
লেজার বা ইলেক্ট্রন বিমগুলি ধাতব 3D প্রিন্টিং প্রক্রিয়া চলাকালীন ছোট স্থানে খুব উচ্চ তাপমাত্রা (2000 ডিগ্রির বেশি) তৈরি করে। এটি ধাতব পাউডার গলিয়ে গলিত ধাতুর পুল তৈরি করে। যখন লেজার রশ্মি দূরে সরানো হয়, গলিত পুল দ্রুত ঠান্ডা হয় এবং শক্ত হয়ে যায়, যা কাছাকাছি জায়গায় তাপমাত্রা পরিবর্তন করে। এই অসম তাপীয় প্রসারণ এবং সংকোচন অংশের ভিতরে একটি জটিল চাপের ক্ষেত্র তৈরি করে। টাইটানিয়াম অ্যালয় এভিয়েশন ব্র্যাকেট মুদ্রণ করার সময়, স্থগিত কাঠামোর কোনো সমর্থন নেই, এবং স্থানীয় চাপ উপাদানের উৎপাদন শক্তির 80% এর কাছে যেতে পারে, যা উপাদানটির ভারবহন সীমার চেয়ে অনেক বেশি।
সাধারণ সমস্যা যা মানসিক চাপ সৃষ্টি করে
যদি অবশিষ্ট উত্তেজনা দ্রুত যেতে দেওয়া না হয়, তবে এটি তিনটি প্রধান সমস্যা তৈরি করবে:
জ্যামিতিক অস্থিরতা: যখন উপাদানটি সাবস্ট্রেটের সাথে আবদ্ধ হওয়ার জন্য টান খুব বেশি হয়, তখন অংশটি বাঁকবে এবং আকৃতি পরিবর্তন করবে। একটি এয়ারক্রাফ্ট ইঞ্জিন ব্লেডের কেস স্টাডিতে দেখা গেছে যে ব্লেডটি মুদ্রণের পরে 3.2 মিমি বাঁকানো হয়নি, যা সমাবেশের জন্য প্রয়োজনীয় 0.1 মিমি সহনশীলতার চেয়ে অনেক বেশি।
ফাটল সূচনা: যে স্থানে উত্তেজনা তৈরি হয় সেখানে ফাটল শুরু হওয়ার সম্ভাবনা থাকে। নিকেল-ভিত্তিক উচ্চ-তাপমাত্রার অ্যালয় টারবাইন ডিস্ক প্রিন্ট করার সময়, অপরিশোধিত অংশগুলির ফাটল হওয়ার হার 42%, কিন্তু তাপ চিকিত্সার পরে, এটি 2%-এর কম হয়।
কর্মক্ষমতার অবনতি: অবশিষ্ট স্ট্রেস উপকরণের আয়ু কমিয়ে দিতে পারে। পরীক্ষায় প্রমাণিত হয়েছে যে 316L স্টেইনলেস স্টিলের উপাদানগুলির চিকিত্সা না করা অবস্থায় তাপ চিকিত্সার অবস্থার তুলনায় উচ্চ চক্রের ক্লান্তি জীবন 60% হ্রাস করে-।
2. স্ট্রেস রিলিফ হিট ট্রিটমেন্ট করার প্রযুক্তিগত তত্ত্ব এবং প্রক্রিয়া
টেনশন দূর করার শারীরিক উপায়
স্ট্রেস রিলিফ হিট ট্রিটমেন্টের অর্থ হল উপাদানটিকে খুব নমনীয় করার জন্য একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রার পরিসরে (সাধারণত গলনাঙ্কের 0.4 থেকে 0.6 গুণ) অংশটিকে গরম করা। এই তাপমাত্রায়, পরমাণুর চলাফেরার ক্ষমতা উন্নত হয়, এবং স্থানচ্যুতি এবং গর্তের মতো ক্ষুদ্র ত্রুটিগুলি পুনর্গঠিত হয়, যা ধীরে ধীরে ক্ষুদ্র প্লাস্টিকের বিকৃতি দ্বারা অভ্যন্তরীণ চাপকে ছেড়ে দেয়। উদাহরণ হিসেবে নিকেল ভিত্তিক সংকর ধাতু Inconel 718-কে 620 ডিগ্রীতে 4 ঘন্টা অন্তরণ করার পর, এর অবশিষ্ট চাপ 380 MPa থেকে 50 MPa-এর কম হতে পারে।
প্রক্রিয়া পরামিতি সঠিক নিয়ন্ত্রণ
স্ট্রেস রিলিফ হিট ট্রিটমেন্টকে প্রভাবিত করে এমন প্রধান বিষয়গুলি হল গরম করার হার, নিরোধকের তাপমাত্রা, নিরোধক হতে যে সময় লাগে এবং এটি যেভাবে ঠান্ডা হয়:
গরম করার হার: আপনার খুব তাড়াতাড়ি গরম করা উচিত নয়, কারণ এটি আরও চাপ তৈরি করতে পারে। অ্যালুমিনিয়াম খাদ অংশগুলির জন্য গরম করার হার 10 ডিগ্রি / মিনিটের কম বা সমান রাখা উচিত।
নিরোধক তাপমাত্রা: সাধারণত যে তাপমাত্রায় স্ফটিক তৈরি হয় তার চেয়ে কম ডিজাইন করা হয়। টাইটানিয়াম খাদ Ti6Al4V তাপ চিকিত্সার জন্য স্বাভাবিক তাপমাত্রা পরিসীমা 593 থেকে 649 ডিগ্রি সেলসিয়াস। এটি উত্তেজনা উপশম এবং শস্য গঠন উন্নত করার সর্বোত্তম উপায়।
কীভাবে ঠান্ডা করবেন: অতিরিক্ত চাপ এড়াতে ফার্নেস কুলিং বা নিয়ন্ত্রিত রেট কুলিং ব্যবহার করুন যা খুব দ্রুত ঠান্ডা হওয়ার ফলে আসে। একটি মেডিকেল ইমপ্লান্ট উদাহরণ দেখায় যে একটি পর্যায় শীতল করার কৌশল (600 ডিগ্রি → 400 ডিগ্রি → ঘরের তাপমাত্রা) 0.05 মিমি এর মধ্যে উপাদানগুলির বিকৃতি নিয়ন্ত্রণ করতে পারে।
ভ্যাকুয়াম পরিবেশের সুবিধা
ভ্যাকুয়াম তাপ চিকিত্সা উচ্চ-উৎপাদনের জন্য সেরা পছন্দ হয়ে উঠেছে কারণ এটি অক্সিডেশন এবং দূষণের ঝুঁকি থেকে মুক্তি পায়৷ TAV ভ্যাকুয়াম ফার্নেস কোম্পানির পরীক্ষায় দেখা গেছে যে 316L স্টেইনলেস স্টিলের উপাদানগুলি যা ভ্যাকুয়ামে চিকিত্সা করা হয়-এগুলির একটি 40% মসৃণ পৃষ্ঠ এবং 25% ভাল ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা থাকে যা তাপ-বাতাসে চিকিত্সা করা হয়৷ এছাড়াও, একটি ভ্যাকুয়াম বায়ুমণ্ডল হাইড্রোজেন ভ্রান্তির মতো সমস্যাগুলি বন্ধ করতে পারে, যা এটিকে বিমান শিল্পের জন্য নিখুঁত করে তোলে, যেখানে বস্তুগত বিশুদ্ধতা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
3. বাস্তব জগতে এবং ব্যবসায় স্ট্রেস রিলিফ হিট ট্রিটমেন্টের উপযোগিতা
মহাকাশ শিল্পে কর্মক্ষমতার গ্যারান্টি
স্ট্রেস রিলিফ হিট ট্রিটমেন্ট হল এভিয়েশন ইঞ্জিন ব্লেড তৈরির একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ কারণ এটি নিশ্চিত করে যে অংশগুলি নির্ভরযোগ্য। জিই এভিয়েশন তাপ চিকিত্সার কৌশল উন্নত করেছে যাতে এটি একক ক্রিস্টাল নিকেল-ভিত্তিক অ্যালয় ব্লেডের অবশিষ্ট চাপকে 75% কম করে এবং সেগুলিকে তিনগুণ বেশি সময় ধরে রাখে। একটি নির্দিষ্ট ধরণের টার্বোফ্যান ইঞ্জিনে টারবাইন ডিস্কের নিম্ন চক্রের ক্লান্তি জীবন তাপ চিকিত্সার পরে 500 চক্র থেকে 2000 চক্রে চলে গেছে। এটি একটি দীর্ঘ-জীবন নকশার চাহিদা পূরণ করে৷
মেডিকেল ইমপ্লান্টের বায়োকম্প্যাটিবিলিটি উন্নত করা
টাইটানিয়াম খাদ দিয়ে তৈরি অর্থোপেডিক ইমপ্লান্টগুলি খুব শক্তিশালী এবং খুব নমনীয় হওয়া দরকার। স্ট্রেস রিলিফ হিট ট্রিটমেন্ট ইমপ্লান্টের ইলাস্টিক মডুলাস কমাতে পারে এবং প্রসেসিং স্ট্রেস থেকে মুক্তি পেতে পারে, যা "স্ট্রেস শিল্ডিং ইফেক্ট" কমাতে সাহায্য করতে পারে। পরীক্ষামূলক প্রমাণ ইঙ্গিত করে যে Ti6Al4V ইমপ্লান্টের পরে-তাপ চিকিত্সার মডুলাস 110 GPa থেকে 85 GPa তে কমে যায়, মানুষের হাড়ের টিস্যুর (10-30 GPa) সাথে আরও ঘনিষ্ঠভাবে সারিবদ্ধ হয় এবং হাড়ের একীকরণকে উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে।
সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ সঙ্গে ছাঁচ উত্পাদন
3D মুদ্রণ ছাঁচ ইস্পাত, স্ট্রেস ত্রাণ তাপ চিকিত্সা মুদ্রণ প্রক্রিয়া চলাকালীন ঘটছে থেকে তাপ বিকৃতি বন্ধ করতে পারে এবং ছাঁচ গহ্বর সঠিক আকার নিশ্চিত করুন. একটি নির্দিষ্ট অটোমোবাইল মোল্ড কেস নির্দেশ করে যে তাপ চিকিত্সার পরে, ছাঁচের গহ্বরের মাত্রিক সহনশীলতা ± 0.1 মিমি থেকে ± 0.02 মিমি পর্যন্ত যায়, যা নির্ভুল ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণের জন্য প্রয়োজনীয়। একই সময়ে, তাপ চিকিত্সা ছাঁচকে পরিধানের জন্য আরও প্রতিরোধী করে তুলতে পারে, যা এর জীবনকাল দ্বিগুণ বা তিনগুণ করতে পারে।