क्या सभी धातु 3डी मुद्रित भागों को ताप उपचार की आवश्यकता होती है?

1. हीट ट्रीटमेंट का मुख्य काम खामियों से छुटकारा पाना और चीजों को बेहतर तरीके से काम करना है।
हीटिंग, इंसुलेटिंग और कूलिंग प्रक्रियाएं हीट ट्रीटमेंट द्वारा धातु 3डी मुद्रित भागों की सूक्ष्म संरचना में काफी सुधार कर सकती हैं। इससे पुर्जे समग्र रूप से बेहतर कार्य करते हैं।
अवशिष्ट तनाव से छुटकारा: मुद्रण के दौरान असमान शीतलन और ठोसकरण आसानी से टुकड़ों के अंदर अवशिष्ट तनाव पैदा कर सकता है, जिससे वे झुक सकते हैं या टूट सकते हैं। एनीलिंग प्रक्रिया के दौरान धीमी गति से ठंडा होने से तनाव से राहत पाने में मदद मिल सकती है। उदाहरण के लिए, एनीलिंग के बाद, एयरोस्पेस संरचनात्मक भागों की तनाव में कमी की दर 80% से अधिक हो सकती है।
यांत्रिक गुणों को बढ़ाना: शमन और तड़का एक साथ लगाने से चीज़ें अधिक सख्त और मजबूत हो सकती हैं। उदाहरण के लिए, शमन के बाद, 316L स्टेनलेस स्टील 30% सख्त और पहनने के लिए अधिक प्रतिरोधी है, जो इसे उन यांत्रिक भागों के लिए अच्छा बनाता है जिन्हें बहुत अधिक वजन उठाना पड़ता है।
अनाज शोधन: दिशात्मक पुनर्क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया छोटे अनाज को स्तंभ क्रिस्टल में फ्यूज करने के लिए थर्मल ग्रेडिएंट का प्रबंधन करती है। इससे सामग्री उच्च तापमान पर रेंगने का प्रतिरोध करने में बेहतर सक्षम हो जाती है। एमआईटी शोध से संकेत मिलता है कि दिशात्मक पुनर्क्रिस्टलीकरण उपचार के बाद, निकेल आधारित उच्च तापमान मिश्र धातुओं के दाने का आकार परिमाण के कई क्रमों से बढ़ता है, और रेंगने का जीवन बहुत लंबे समय तक रहता है।
सघनीकरण के लिए उपचार: गर्म आइसोस्टैटिक दबाव (HIP) उच्च तापमान और उच्च दबाव का उपयोग करके आंतरिक छिद्रों से छुटकारा दिलाता है। इससे सामग्री का घनत्व लगभग 100% हो जाता है। उदाहरण के लिए, एचआईपी उपचार ने विमान के इंजनों में टरबाइन डिस्क के कम चक्र थकान जीवन को 5000 चक्र से बढ़ाकर 20000 चक्र कर दिया है।
2. ताप उपचार के बिना स्थितियाँ: सामग्री विशेषताओं और प्रक्रियाओं में सुधार
यद्यपि ताप उपचार के बहुत सारे लाभ हैं, निम्नलिखित स्थितियों में घटकों का उपयोग बिना किसी अतिरिक्त कार्य के तुरंत किया जा सकता है:
ऐसे भाग जिन्हें बहुत अधिक तनाव की आवश्यकता नहीं है: यदि भाग की संरचना बुनियादी है, आकार मामूली है, और यह अवशिष्ट तनाव की परवाह नहीं करता है, तो आपको इसे हटाने की आवश्यकता नहीं है। उदाहरण के लिए, छोटे सजावटी या गैर-भार-भार वाले संरचनात्मक भागों के विकृत होने की संभावना नहीं है और गर्मी उपचार पैसे के लायक नहीं है।
सामग्रियों और प्रक्रियाओं के विभिन्न संयोजन: कुछ सामग्रियों ने मुद्रित होते समय उत्तम सूक्ष्म संरचनाएँ बनाई हैं। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉन बीम सेलेक्टिव मेल्टिंग (ईबीएसएम) तकनीक अधिक धीरे-धीरे ठंडी होती है, जिसका अर्थ है कि टाइटेनियम मिश्र धातु (टीआई6एएल4वी) मुद्रित हिस्से उतने मोटे नहीं होते हैं, जो चिकित्सा प्रत्यारोपण के लिए अच्छा है क्योंकि उन्हें जैव-संगत होने की आवश्यकता होती है।
सतह की गुणवत्ता पर ध्यान देने के लिए परिदृश्य: यदि भाग को बहुत चिकना होना है, तो गर्मी उपचार के कारण यह ऑक्सीकरण हो सकता है या आकार बदल सकता है। इस बिंदु पर, गर्मी उपचार को रासायनिक पॉलिशिंग और लेजर पॉलिशिंग सहित सतह उपचार विधियों द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है। इलेक्ट्रोकेमिकल पॉलिशिंग के बाद, झरझरा टाइटेनियम मिश्र धातु प्रत्यारोपण की सतह का खुरदरापन किसी भी अधिक गर्मी उपचार की आवश्यकता के बिना 6-12 μm से 0.2-1 μm तक गिर जाता है।
तीव्र प्रोटोटाइप का सत्यापन: ताप उपचार से उत्पाद डिजाइन चरण में विकास चक्र लंबा हो सकता है। उदाहरण के लिए, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्र में एकीकृत लचीले काज को इसके प्रोटोटाइप भागों को जल्दी से बनाने की आवश्यकता होती है, और मुद्रित भागों को सीधे नियोजित करने से सत्यापन प्रक्रिया में तेजी आ सकती है।
3. निर्णय लेने के लिए एक रूपरेखा: प्रदर्शन, लागत और दक्षता के बीच सही संतुलन ढूँढना
ताप उपचार करना चाहिए या नहीं, यह तय करने के लिए निम्नलिखित चरों पर गहन नज़र डालने की आवश्यकता है:
कार्यात्मक आवश्यकताएँ: एयरोस्पेस भागों को जबरदस्त तापमान और तनाव को संभालने में सक्षम होना चाहिए, यही कारण है कि गर्मी उपचार महत्वपूर्ण है।
चिकित्सा प्रत्यारोपण को शरीर के लिए मजबूत और सुरक्षित होना चाहिए, और एनीलिंग या एचआईपी उपचार उन्हें बेहतर काम करने में मदद कर सकता है।
यदि एकमात्र चीज जो मायने रखती है वह यह है कि कला मूर्तियां या प्रदर्शन टुकड़े कैसे दिखते हैं, तो पैसे बचाने के लिए गर्मी उपचार को छोड़ दिया जा सकता है।
निकेल{{0}आधारित उच्च{{1}तापमान वाली मिश्रधातुओं में दरार पड़ने की संभावना रहती है, इसलिए उन्हें सख्त बनाने के लिए ठोस घोल और उम्र बढ़ने के उपचार की आवश्यकता होती है।
एल्यूमीनियम मिश्र धातु से बने भागों (जैसे कि AlSi10Mg) में सूक्ष्म कण होते हैं, जो उन्हें तुरंत हल्का बना देता है।
प्रक्रिया का प्रकार: पाउडर बेड मेल्टिंग (पीबीएफ) प्रक्रिया को बंद करने की जरूरत है क्योंकि यह जल्दी ठंडी हो जाती है और अपने पीछे बहुत सारा तनाव छोड़ जाती है।
क्योंकि इसमें उच्च ताप इनपुट और निम्न तनाव स्तर है, निर्देशित ऊर्जा जमाव (DED) तकनीक ताप उपचार की आवश्यकता को कम कर देती है।
लागत सीमा: एचआईपी उपकरण खरीदना और चलाना महंगा है, जिससे छोटे और मध्यम आकार के व्यवसायों के लिए इसे वहन करना कठिन हो जाता है। उन्हें प्रदर्शन और लागत के बीच समझौता करना होगा।
जटिल संरचनात्मक घटकों के ताप उपचार के कारण उनका आकार बदल सकता है। इससे बचने के लिए, डिज़ाइन का समर्थन करने और अनुसंधान और विकास व्यय बढ़ाने के लिए सिमुलेशन अनुकूलन का उपयोग किया जाना चाहिए।