एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग (एएम), जिसे आमतौर पर 3 डी प्रिंटिंग के रूप में जाना जाता है, एक व्यवहार्य प्रोटोटाइप तकनीक और जटिल संरचनाओं के अत्यधिक अनुकूलित घटकों के रूप में लोकप्रियता प्राप्त कर रहा है।
3 डी धातु भागों के उपचार गर्मी के प्रभाव
धातु 3 डी मुद्रित भागों को अक्सर निर्माण के बाद गर्मी उपचार कदम की आवश्यकता होती है। यह निर्माण के दौरान बनने वाले आंतरिक तनाव को कम करता है और भाग के माइक्रोस्ट्रक्चर को बदल सकता है। यह सूक्ष्म संरचनात्मक परिवर्तन कुछ गुणों जैसे कठोरता, कठोरता आदि को बदल देता है। उनमें से, छिद्र को कम करने के लिए 3 डी-मुद्रित धातु भागों को अच्छी तरह से घनीभूत करने का एक तरीका गर्म आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (एचआईपी) है।
HIP प्रक्रिया में 3D तैयार उत्पाद को एक दबाव वाले बर्तन में रखने और फिर इसे एक अक्रिय गैस, आमतौर पर आर्गन से भरने की आवश्यकता होती है। दबाव लगातार बढ़ता है और उच्च तापमान बनाए रखते हुए घटक की उपज शक्ति को पार कर सकता है। तेजी से शमन के साथ, अधिक जटिल एचआईपी प्रक्रिया मशीनीकृत भागों की गुणवत्ता और तन्यता गुणों को सटीक रूप से ट्यून करने के लिए समायोज्य शीतलन और हीटिंग दरों और दबाव स्तरों को नियोजित करती है।
बहुलक 3D-मुद्रित भागों के लिए ऊष्मा उपचार क्या करता है?
जटिल ज्यामिति की एक विस्तृत विविधता को 3 डी प्रिंटिंग के माध्यम से सटीक रूप से गढ़ा जा सकता है, हालांकि, इसका एक बड़ा नुकसान है, जो थर्मल पोस्ट-प्रोसेसिंग की आवश्यकता है। इंजेक्शन मोल्डिंग द्वारा उत्पादित भागों की तुलना में इन 3 डी-मुद्रित भागों में खराब यांत्रिक गुण होते हैं। लेपित फिलामेंट्स और स्टैक्ड परतों के बीच अपर्याप्त आसंजन 3डी-मुद्रित घटकों के खराब यांत्रिक गुणों को जन्म दे सकता है।
पॉलिमर जर्नल में प्रकाशित नवीनतम शोध, यांत्रिक गुणों, विशेष रूप से तन्यता और संपीड़न शक्ति में सुधार पर केंद्रित है। शोधकर्ताओं ने अध्ययन के लिए 1.75 मिमी व्यास वाले पीईटीजी फिलामेंट्स का इस्तेमाल किया। परिणामों से पता चला कि गर्मी उपचार के बाद बहुलक 3 डी-मुद्रित घटकों की तन्य शक्ति में काफी वृद्धि हुई है। नतीजतन, गर्मी-उपचारित भागों में काफी अच्छी तन्यता ताकत थी, पूरी तरह से उपचारित भागों में अनुपचारित नमूने की तुलना में क्षैतिज दिशा में 41.1 प्रतिशत अधिक शक्ति और नियंत्रण की तुलना में ऊर्ध्वाधर दिशा में 143.9 प्रतिशत अधिक थी। विनाशकारी संपीड़ित परीक्षण ने गर्मी-उपचारित नमूनों के लिए संपीड़ित शक्ति मूल्यों में उल्लेखनीय वृद्धि दिखाई, जिसमें संपीड़ित तनाव 118 एमपीए जितना अधिक था। इस अध्ययन ने बहुलक सामग्री के निर्माण के बाद के ताप उपचार के सकारात्मक प्रभाव का सफलतापूर्वक खुलासा किया।
संपीड़न शक्ति का नमूना साधन
वैक्यूम सिस्टम के लिए हीट ट्रीटिंग 3 डी प्रिंटेड पॉलीप्रोपाइलीन पार्ट्स
जर्नल ऑफ मैन्युफैक्चरिंग एंड मैटेरियल्स प्रोसेसिंग में नवीनतम शोध वैक्यूम स्थितियों के तहत 3 डी-मुद्रित पॉलीप्रोपाइलीन को एनकैप्सुलेट करने के लिए गर्मी उपचार प्रक्रिया को लागू करने की व्यवहार्यता की जांच करता है। अध्ययनों से पता चला है कि पैकेजिंग प्रक्रिया के लिए गर्मी उपचार बहुत प्रभावी है।
शोधकर्ताओं ने 98 प्रतिशत इंफिल पर मुद्रित भाग को मढ़ा और 15 पुनरावृत्तियों के लिए गर्मी उपचार के बाद सील कर दिया, औसत 0.4 मीटर टोर और 95 प्रतिशत आत्मविश्वास अंतराल 0.2 मीटर टोर के साथ। अध्ययन में वैक्यूम-संवेदनशील सतहों को सील करने के लिए 400 डिग्री, 55-दूसरी हीट गन का उपयोग करके सफलता पाई गई, जिससे न्यूनतम वैक्यूम दबाव प्राप्त हुआ।
हीटिंग से पहले और बाद में प्राप्त अंतिम दबाव और प्रत्येक फिलिंग ओवरलैप प्रतिशत के लिए 95 प्रतिशत विश्वास अंतराल
क्या गर्मी उपचार 3D-मुद्रित घटकों की आयामी स्थिरता को प्रभावित करता है?
शोधकर्ताओं ने कंपोजिट्स पार्ट ए में एक अध्ययन प्रकाशित किया जिसमें 3 डी-मुद्रित निरंतर कार्बन फाइबर (सीसीएफ) प्रबलित कंपोजिट की स्थिरता और तन्यता गुणों पर गर्मी उपचार के प्रभाव की जांच की गई। नमूनों की आयामी स्थिरता का मूल्यांकन करने के लिए मुद्रित परतों के रूपात्मक परिवर्तन और फैलाव का उपयोग किया गया था। 3डी प्रिंटिंग तकनीक एक फ्यूज्ड फिलामेंट फैब्रिकेशन (एफएफएफ) पद्धति पर आधारित है जिसे निरंतर फिलामेंट फैब्रिकेशन (सीएफएफ) के रूप में जाना जाता है।
सी-सीसीएफआरसी और एस-सीसीएफआरसी क्रमशः केंद्रित और पृथक सीसीएफ परतों के साथ संवर्धित नमूनों के लिए उपयोग किए जाने वाले नाम हैं। 100 डिग्री और 150 डिग्री पर गर्मी उपचार के बाद, सीसीएफआरसी ने उत्कृष्ट तन्यता गुणों का प्रदर्शन किया, हालांकि 100 डिग्री पर आयामी स्थिरता बेहतर थी, खासकर एस-सीसीएफआरसी के लिए। मैट्रिक्स क्रिस्टलीयता अनुपचारित नमूने में 17.42 प्रतिशत से बढ़कर 100 सी गर्मी-उपचारित नमूने में 22.76 प्रतिशत हो गई, जो 30.65 प्रतिशत की वृद्धि है। अध्ययन में यह भी पाया गया कि 100 डिग्री और 200 डिग्री पर हीट ट्रीटमेंट ने नमूनों की पारगम्यता को कम कर दिया। गर्मी उपचार के बाद मैट्रिक्स की निचली पारगम्यता प्रवृत्ति इसके आकार परिवर्तन के अनुरूप है। इसलिए, 100 डिग्री तक गर्मी उपचार नमूनों की आयामी स्थिरता में काफी सुधार करता है।
विभिन्न परत संख्या वितरण के साथ सीसीएफआरसी के थर्मल विरूपण आरेख: (ए) सी-सीसीएफआरसी और (बी) गर्मी उपचार से पहले एस-सीसीएफआरसी; (सी) सी-सीसीएफआरसी और (डी) एस-सीसीएफआरसी गर्मी उपचार के बाद 200 डिग्री पर 4 घंटे के लिए।
पीएलए भागों पर गर्मी उपचार का प्रभाव?
फ्यूज्ड डिपोजिशन मॉडलिंग (एफडीएम) एक लोकप्रिय एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग तकनीक है, जिसमें पीएलए सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली सामग्री है। पॉलिमर में प्रकाशित अपने नवीनतम अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने पीएलए भागों के प्रदर्शन का मूल्यांकन गर्मी उपचार के बाद 3-बिंदु झुकने परीक्षणों और निर्माण अभिविन्यास, परत मोटाई और गति को अलग करके किया।
शोधकर्ताओं ने 1.75 मिमी व्यास वाले पीएलए फिलामेंट्स का इस्तेमाल किया। xz फैब्रिकेशन कॉन्फ़िगरेशन, नमूना टूटने को रोकने के लिए 19 0 डिग्री का नोजल तापमान, और इष्टतम प्रिंटिंग पैरामीटर 90 मिमी / सेकंड की गति और 0.3 मिमी की परत मोटाई हैं। इन सेटिंग्स का उपयोग करके गढ़े गए नमूनों पर 75 डिग्री के थर्मल पोस्ट-ट्रीटमेंट ने झुकने वाले तनाव में वृद्धि देखी। अंत में, परिणाम बताते हैं कि गर्मी उपचार के दौरान लोचदार विरूपण और वसूली अधिकतम बल को महत्वपूर्ण रूप से सीमित नहीं करती है। शोध से पता चलता है कि ऑर्थोस को 3 डी प्रिंटेड फ्लैट किया जा सकता है और फिर मानव शरीर के वांछित क्षेत्र से मेल खाने के लिए घुमाया जा सकता है।
कुल मिलाकर, गर्मी उपचार 3डी मुद्रित भागों के यांत्रिक गुणों, आयामी स्थिरता और ऑप्टिकल गुणों को बढ़ाने में मदद करता है।