ধাতু 3D প্রিন্টিং তাপ চিকিত্সা বিকৃতি কারণ?

一, তাপ চিকিত্সার প্রযুক্তিগত সারাংশ: সাংগঠনিক নিয়ন্ত্রণ এবং কর্মক্ষমতা অপ্টিমাইজেশান
তাপ চিকিত্সার সময় ধাতব পদার্থকে উত্তাপ, অন্তরক এবং শীতল করা তাদের মাইক্রোস্ট্রাকচারকে পরিবর্তন করে, যা তাদের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করে। ধাতব 3D মুদ্রণে, তাপ চিকিত্সার প্রধান লক্ষ্যগুলি হল:
অবশিষ্ট স্ট্রেস থেকে পরিত্রাণ: যখন উপাদানটি মুদ্রিত হয়, এটি গরম এবং শীতল করার দ্রুত চক্রের মধ্য দিয়ে যায়, যার ফলে অভ্যন্তরীণ জালি বাঁকানো হয় এবং অবশিষ্ট চাপ তৈরি করে। উত্তেজনা উপশম করার জন্য, অংশটি উপাদানটির পুনঃপ্রতিষ্ঠান তাপমাত্রার নীচে উত্তপ্ত করা হয় (উদাহরণস্বরূপ, টাইটানিয়াম খাদকে 2 ঘন্টার জন্য 800 ডিগ্রিতে রাখা)। এটি জালিটিকে শিথিল করে এবং পরবর্তী প্রক্রিয়াকরণ বা ব্যবহারের সময় বিকৃতির ঝুঁকি কমায়।
শস্যের গঠন উন্নত করা: সলিড দ্রবণ চিকিত্সা (যেমন 7075 অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় 470 ডিগ্রিতে) শক্তিশালীকরণের পর্যায়গুলিকে ভেঙে দিতে পারে, যেখানে বার্ধক্যজনিত চিকিত্সা (যেমন 24 ঘন্টার জন্য 120 ডিগ্রি) ন্যানোস্কেল বৃষ্টিপাতের পর্যায়গুলি তৈরি করতে পারে, যার ফলে শক্তি এবং দৃঢ়তা সম্মিলিতভাবে বৃদ্ধি পায়। এই প্রক্রিয়াটি দানাকে ছোট করে তোলে এবং যখন ফেজ পরিবর্তন হয় তখন ভলিউম পরিবর্তনের সম্ভাবনা কম হয়, যা বিকৃতির প্রবণতাকে কম করে।
অভ্যন্তরীণ সমস্যাগুলি সমাধান করা: হট আইসোস্ট্যাটিক প্রেসিং (HIP) প্রযুক্তি 100-150MPa উচ্চ চাপ এবং 1000-1200 ডিগ্রি উচ্চ তাপমাত্রার সংমিশ্রণে উপাদানগুলির ঘনত্বকে 99.9%-এর উপরে বৃদ্ধি করে, মাইক্রোক্র্যাকগুলি এবং ছিদ্রগুলি বন্ধ করে এবং স্থানীয় চাপের ঘনত্বের কারণে সৃষ্ট অসম সংকোচন দূর করে৷
2, তাপ চিকিত্সা দ্বারা সৃষ্ট বিকৃতির প্রক্রিয়া হল তাপীয় চাপ এবং মাইক্রোস্ট্রাকচারের পরিবর্তনের সম্মিলিত প্রভাব।
তাপ চিকিত্সার লক্ষ্য হল বিকৃতির ঝুঁকি থেকে পরিত্রাণ পাওয়া, তবে যদি এটি ভুল করা হয় তবে নতুন বিকৃতি এখনও ঘটতে পারে। এটি হওয়ার প্রধান উপায়গুলি হল:
তাপীয় চাপ তৈরি করা: যখন একটি অংশ উত্তপ্ত এবং ঠান্ডা হয়, তখন অংশের বাইরের এবং ভিতরের তাপমাত্রার পার্থক্যের কারণে অংশটি প্রসারিত হয় এবং ভিন্নভাবে সংকুচিত হয়, যা তাপীয় চাপ সৃষ্টি করে। উদাহরণস্বরূপ, যখন পাতলা দেয়ালের অংশগুলিকে দ্রুত ঠান্ডা করা হয়, তখন বাইরের অংশ ভিতরের তুলনায় দ্রুত সঙ্কুচিত হয়। এটি আইটেম বিকৃত বা মোচড় হতে পারে.
সাংগঠনিক রূপান্তরের আয়তনের পরিবর্তন: ফেজ ট্রানজিশন প্রক্রিয়ার সময় উপাদানের ঘনত্বের পরিবর্তনের ফলে আয়তন সঙ্কুচিত বা বৃদ্ধি পায়। উদাহরণস্বরূপ, যখন মার্টেনসিটিক রূপান্তর ঘটে, তখন আয়তনটি বড় হয় এবং যদি স্ট্রেস রিলিজ মসৃণ না হয় তবে এটি ফাটল তৈরি করতে পারে।
সমর্থনকারী কাঠামো কীভাবে প্রভাবিত করে: যে অংশে মুদ্রণ সমর্থন এবং সাবস্ট্রেট যুক্ত হয় তাপ চিকিত্সার সময় একটি স্ট্রেস ঘনত্ব বিন্দুতে পরিণত হতে পারে। যদি সমর্থন নকশা সঠিক না হয়, একটি এলাকায় চাপ মুক্তির কারণে তাপ চিকিত্সার পরে সমর্থন বন্ধ করা হলে এটি বাঁকতে পারে।
3, বিকৃতি নিয়ন্ত্রণের কৌশল: প্রক্রিয়াগুলি উন্নত করা এবং নতুন প্রযুক্তি নিয়ে আসা
তাপ চিকিত্সার প্রভাব এবং বিকৃতির ঝুঁকির মধ্যে ভারসাম্য আনতে, শিল্পটি একটি পদ্ধতিগত ব্যবস্থাপনা পরিকল্পনা তৈরি করেছে যা তিনটি ক্ষেত্রে দেখায়: উপকরণ, প্রক্রিয়া এবং সরঞ্জাম:
1. উপকরণ নির্বাচন এবং তাদের প্রস্তুত করা
ইনকোনেল 718-এর মতো নিকেল ভিত্তিক সংকর ধাতুগুলির টাইটানিয়াম ধাতুগুলির (8.6 × 10 ⁻⁶/ডিগ্রী) তুলনায় কম তাপ সম্প্রসারণ সহগ (12.5 × 10 ⁻⁶/ ডিগ্রি) থাকে। এর মানে হল যে তারা তাপীয় চাপের বিল্ডআপ প্রতিরোধ করতে সাহায্য করতে পারে।
বিকৃতির আগে ডিজাইন: ভক্সেলড্যান্স ইঞ্জিনিয়ারিং-এর মতো সিমুলেশন সফ্টওয়্যার ব্যবহার করুন তা ভবিষ্যদ্বাণী করতে কীভাবে তাপ চিকিত্সা উপাদানের আকৃতি পরিবর্তন করবে। তারপর, হিট ট্রিটমেন্টের পরে ক্ষতিপূরণপ্রাপ্ত মডেলটিকে সঠিক আকারে পরিণত করতে আসল মডেলে বিপরীত পূর্ব-বিকৃতি ব্যবহার করুন। উদাহরণস্বরূপ, পূর্ব-বিকৃতি সামঞ্জস্য অনুসরণ করে, একটি নির্দিষ্ট বাঁকা পৃষ্ঠের সাথে একটি পাতলা-প্রাচীরযুক্ত অংশের মুদ্রণের নির্ভুলতা 66.2% দ্বারা উন্নত হয়েছে, এবং উল্লেখযোগ্য বিকৃতির ক্ষেত্রটির 98.6% সরানো হয়েছে।
2. প্রক্রিয়ার পরামিতি উন্নত করা
অংশে গরম করা এবং শীতল করা: তাপমাত্রার পরিবর্তনের ফলে উত্পাদিত তাপীয় চাপ কমাতে ধাপে ধাপে গরম করার কৌশল (যেমন 50 ডিগ্রিতে 30 মিনিট ধরে রাখা) এবং বিলম্বিত শীতলকরণ (যেমন ফার্নেস 200 ডিগ্রিতে শীতল হওয়ার পরে বায়ু শীতল করা) ব্যবহার করা। উদাহরণস্বরূপ, এইচআইপি চিকিত্সা অনুসরণ করে, জিই বিমানের ইঞ্জিনের টারবাইন ব্লেডগুলি তিন গুণ বেশি সময় ধরে থাকে এবং 0.05% এর বেশি সময়ের আকৃতি পরিবর্তন করে না।
দিকনির্দেশক স্ফটিককরণের জন্য প্রযুক্তি: এমআইটি-এর দিকনির্দেশক স্ফটিককরণ প্রক্রিয়া গরম করার হার (উদাহরণস্বরূপ, 2.5 সেমি/ঘন্টা) এবং তাপমাত্রা (1235 ডিগ্রি) সামঞ্জস্য করে একটি নির্দিষ্ট দিকে দানাগুলিকে কলামার গঠনে পরিণত করতে। এটি উপাদানটিকে ক্রিম করার জন্য আরও প্রতিরোধী করে তোলে এবং উচ্চ তাপমাত্রায় বিকৃত হওয়ার সম্ভাবনা কম।
3. নতুন টুলস এবং ফিক্সচার
অভিযোজিত ফিক্সচার সিস্টেম: জার্মানির ফ্রাউনহোফার ILPT ল্যাবরেটরি একটি নমনীয় ফিক্সচার তৈরি করেছে যা নাইট্রোজেন গ্যাস স্প্রিংস ব্যবহার করে গতিশীল ক্ল্যাম্পিং বল প্রদান করে, মুদ্রণের সময় তাপীয় প্রসারণের পার্থক্যগুলি পূরণ করে এবং 3 মিমি × 2মি পাতলা-প্রাচীরের কাঠামোকে ±3 মিমি থেকে বেশি বিকৃতি থেকে রক্ষা করে।
স্থানীয় তাপ চিকিত্সা প্রযুক্তি: ইন্ডাকশন হিটিং বা লেজার স্থানীয় তাপ চিকিত্সা বড় টুকরোগুলিতে ব্যবহার করা হয় যাতে সেগুলি পুরো গরম হয়ে গেলে বিকৃত হওয়া থেকে বিরত থাকে। উদাহরণস্বরূপ, একটি নির্দিষ্ট বিমান বন্ধনী 520MPa এর প্রসার্য শক্তিতে পৌঁছেছে এবং স্থানীয় সমাধান চিকিত্সার জন্য ± 0.1mm-এর চেয়ে বেশি মাত্রিক স্থিতিশীলতা পৌঁছেছে।
4, ফ্রন্টিয়ার কেস: তাপ চিকিত্সার বিকৃতির জন্য একটি নতুন ব্যবহার
বোয়িং 520MPa এর প্রসার্য শক্তি সহ 3D প্রিন্টেড এয়ারক্রাফ্ট বন্ধনীগুলিকে শক্তিশালী করতে মহাকাশ শিল্পে একটি কঠিন সমাধান এবং বার্ধক্যজনিত চিকিত্সা কৌশল নিয়োগ করে। একই সময়ে, প্রাক-বিকৃতির নকশা আঁটসাঁট অ্যারোডাইনামিক মান পূরণ করতে ± 0.05 মিমি এর মধ্যে বিকৃতি রাখে।
মেডিকেল ইমপ্লান্ট: একটি নির্দিষ্ট কোম্পানি "অ্যাসিড এচিং" এর সাথে "স্ট্রেস রিলিফ অ্যানিলিং" একত্রিত করে টাইটানিয়াম অ্যালয় অ্যাসিটাবুলার কাপ তৈরি করার একটি নতুন উপায় নিয়ে এসেছে। এই প্রক্রিয়াটি অ্যানিলিং এর মাধ্যমে অভ্যন্তরীণ চাপ দূর করে এবং তারপর অ্যাসিড এচিং এর মাধ্যমে 5 থেকে 10 μm আকারের একটি মাইক্রোপোরাস কাঠামো তৈরি করে। এটি কাপের আকার পরিবর্তন না করে হাড়ের কোষ বৃদ্ধিতে সহায়তা করে।
শক্তি সরঞ্জাম: সিমেন্স এনার্জি এইচআইপি + দিকনির্দেশক ক্রিস্টালাইজেশন প্রযুক্তি ব্যবহার করে গ্যাস টারবাইন ব্লেড তৈরি করে। এটি উপাদানটিকে 99.95% ঘন করে তোলে এবং এটিকে 40% বেশি হামাগুড়ি দিয়ে প্রতিরোধী করে তোলে। এটি 1200 ডিগ্রি তাপমাত্রায় আকৃতি পরিবর্তন না করে 100,000 ঘন্টা চলতে পারে।