טיפול בחום בהדפסת תלת מימד

לאחר עיבוד הוא שלב מרכזי בייצור תוסף, ועד כה, לא משנה באיזה תהליך הדפסה תלת מימד נעשה שימוש, ראינו מספר שיטות בשימוש בתעשייה: הסרת אבקה, הסרת תמיכה, צביעה וכו'. עכשיו הגיע הזמן להתייחס לנקודה נוספת: טיפול בחום של חלקים מודפסים בתלת מימד. זה יכול ללבוש צורות רבות בהתאם לתוצאה הרצויה, החומרים המשמשים והטכניקות המועדפות. לאחר מכן נדון בסינטרינג, חישול מתכת, התקשות (אשפרה) ואפילו לחיצה איזוסטטית חמה. לשלב שלאחר עיבוד זה יש מטרה ספציפית: להפחית את הלחצים הפנימיים של החלק המודפס בתלת מימד ולשפר את התכונות המכניות שלו. בהתאם לטכנולוגיה הנבחרת כמובן נקבל תוצאות שונות, אך המטרה היא להשפיע על הלחצים השיוריים שעלולים להיווצר במהלך תהליך ההדפסה. אנו מזמינים אתכם לסקור את שיטות הטיפול בחום הקיימות בייצור תוסף ולהבין את האתגרים שלהן.

בייצור תוסף, החלקים המיוצרים חשופים לטמפרטורות שונות ועוברים שלבי חימום וקירור חשובים יותר או פחות בהתאם לתהליך ההדפסה הנבחר. לשלבים אלו יש השפעה ישירה על החלק בו מצטברים מתחים שיוריים. טיפול בחום לאחר הדפסה הוא חיוני שכן הוא אינו כרוך רק בביטול פגמים אלו, אלא גם משפיע על התכונות המכניות של החלק, כגון עמידות בפני כיפוף, משיכות ואפילו קשיות סופית.

סינטר

סינטר או סינטר הוא אחד מטיפולי החום שניתן להשתמש בהם בייצור תוסף. אנו מפנים את תשומת לבך לעובדה שזה בעצם יותר שלב בתהליך הייצור מאשר שיטת שלאחר עיבוד. למעשה, זה חובה בעת שימוש בהדבקת אבקה או אפילו הדפסה עקיפה בתלת מימד. אנו מתייחסים לשיטה באמצעות חוטי פלסטיק מעורבבים עם חלקיקי מתכת. על ידי סינון הגוף הירוק שהתקבל לאחר ההדפסה, אנו מסירים את הקלסר וממצקים את חלקיקי המתכת יחד. לשם כך, יש צורך בתנור סינטר: הטמפרטורה מוגברת, מעט מתחת לטמפרטורת ההיתוך של החומר המשמש. טכנולוגיה זו מסירה את חלקיקי האבקה המקוריים, מפחיתה את נקבוביות החלק ומגדילה את קשיותו. הוא ישמש בעיקר עם אבקת מתכת או קרמיקה.

שקול את הצטמקות היצירה הסופית. למעשה, במהלך תהליך הסינטר, חלקיקי החומר נצמדים זה לזה ומעקרים את הקלסר, מה שיפחית את גודל החלק המקורי. הפחתה זו היא כ-15% עד 20%.

ריפוי פולימרי

אם נסתכל כעת על פולימרים בייצור תוסף, יש טכנולוגיה שמטפלת בחלק ומשפרת את הביצועים הסופיים שלו. זהו שלב התקשות או ריפוי. זה משמש בעיקר להדפסת תלת מימד שרף. כדאי לדעת ששרף מורכב מכמה מונומרים שאינם קשורים זה לזה במצב נוזלי. כאשר הם נחשפים למקור UV, אותם מונומרים יתחברו יחד ליצירת החלק הרצוי. עם זאת, לאחר ההדפסה, אזורים מסוימים לא יהיו מקושרים בצורה מיטבית, תוך סיכון לפגיעה בהתנגדות הכוללת של הרכיב המודפס. זה המקום שבו שלב ההקשחה הופך למעניין, מכיוון שהוא יאפשר את כל ההצלבות האפשריות.

לאחר יצירת החלק, מנקים אותו כדי להסיר עודפי שרף שאינו ניתן לפוטופולימר ולהסרת תומכי הדפסה. לאחר מכן ניתן להכניס את החלק למכונה מתאימה – בדרך כלל תחנת ריפוי תסופק על ידי יצרן מדפסות התלת מימד שרף, כגון Formlabs ופתרון ה-Form Cure שלה. זהו תא UV המקשיח את החלק המודפס ומעניק לו את תכונותיו הסופיות. זה מפחית את שבריריותו ומפחית את הסיכון לשבירה. ריפוי גם מתקן את צבע השרף, מה שהופך אותו בטוח יותר לטיפול. החלקים שאנו משיגים נעשים עמידים יותר עם הזמן, היבט חיוני בתחומים רבים.

גורמים כגון סוג השרף בשימוש או גודל החלק ישפיעו ישירות על שלב טיפול בחום זה. ברוב המקרים, ככל שהחלק גדול יותר, כך ייקח יותר זמן להתרפא. זה משהו שאתה צריך לקחת בחשבון במהלך תהליך הייצור.

חישול בהדפסת תלת מימד

כפי שהשם מרמז, שיטת טיפול בחום זו כוללת חשיפת חלקים מודפסים בתלת מימד לטמפרטורה מסוימת, שהיא פחות או יותר תלויה בחומר המשמש. לאחר החימום, הוא מקורר בהדרגה כדי להגביר את כוחו. זוהי טכניקה בשימוש נרחב על מתכות וזכוכית. ניתן גם לחשוף פלסטיקים מסוימים בצורה זו, כגון PLA ו-PETG. זה לא עובד טוב עם תרמופלסטיות אחרות, כגון ABS, מכיוון שחום נוטה ליצור יותר מדי עיוות או עיוות.

באופן ספציפי, חישול כרוך בחימום חומר לטמפרטורה מעל טמפרטורת ההתגבשות שלו אך מתחת לנקודת ההיתוך שלו. במקרה של פולימרים, זה יאפשר למולקולות להתארגן מחדש, ובכך להגביר את היציבות של החלק הסופי. עבור מתכות, חישול ככל הנראה יגדיל את גודל הגרגירים עקב התגבשותן מחדש. בשני המקרים, משך החישול משפיע על מבנה החלק הסופי: ככל שהוא חשוף לחום זמן רב יותר, כך גדלים השינויים המבניים שלו. לדוגמה, ניתן להשיג חלקי פלסטיק קטנים יותר לאחר שלב חישול מכיוון שהחום מאיץ את הצטמקותם. נקודות חשובות שיש לקחת בחשבון בעת ​​עיצוב חדר.

שימו לב כי חישול בהדפסת תלת מימד מתכת יגביר את המשיכות של החלק המיוצר וכן את חוזקו. זוהי טכניקה שעובדת טוב במיוחד עם פלדה.

שיטות טיפול בחום מתכת

נסיים את המדריך שלנו בכמה שיטות נוספות לטיפול בחום במיוחד למתכות. ראשית, אנו יכולים לצטט לחיצה איזוסטטית חמה (HIP). הוא משלב טמפרטורות גבוהות מאוד ולחץ איזוסטטי של גז אינרטי, המופעל בו זמנית, מגדיל את צפיפות החלק ואת ההתנגדות שלו. באופן ספציפי, אנו עוטפים את החלקים במיכל אטום בלחץ גבוה שייחשף לשילוב חום/לחץ זה. פעולה זו תסיר את כל החללים הפנימיים ותבטל את שאריות הנקבוביות. שימו לב שהטכניקה הזו עובדת גם על קרמיקה.

אנו יכולים גם לחזק חלקי מתכת מודפסים בתלת מימד באמצעות טמפרור: זוהי פעולה שבה החלק מחומם לטמפרטורה גבוהה מאוד ומתקרר במהירות. זה ישפיע על מבנה המיקרו של החלק. כיבוי בדרך כלל מצריך שימוש בנוזל לקירור החלק.