यदि पोस्ट प्रोसेसिंग नहीं की गई तो धातु 3डी मुद्रित भागों में क्या समस्याएँ होंगी?

1. सतही खामियाँ: "खुरदरापन" से "कार्यात्मक विफलता" तक की एक श्रृंखला प्रतिक्रिया।
धातु 3डी मुद्रित वस्तुओं की सतह की गुणवत्ता आमतौर पर पहले खराब होती है, जिसमें लेयरिंग, गड़गड़ाहट और सरंध्रता सहित बड़ी समस्याएं होती हैं। उदाहरण के लिए, एसएलएम (सेलेक्टिव लेजर मेल्टिंग) प्रक्रिया भागों को बनाने के लिए परतों को एक दूसरे के ऊपर रखती है। यह आइटम की सतह पर एक बड़ा "स्टेप इफ़ेक्ट" बनाता है, जिससे यह मानक मशीनिंग की तुलना में अधिक खुरदरा हो जाता है, जिसमें 10-20 माइक्रोन का खुरदरापन (रा मान) होता है, जो पारंपरिक मशीनिंग के 0.8-3.2 माइक्रोन से बहुत अधिक है। यह खुरदरी सतह न केवल चीजों के स्वरूप को बदल देती है, बल्कि यह कई कार्यात्मक समस्याओं का भी कारण बनती है:

तनाव एकाग्रता और फ्रैक्चर की शुरुआत: सतह की खामियां तनाव एकाग्रता के स्थान बना सकती हैं, जो सामग्री को लोड करने या गर्म करने पर दरारें फैलने की गति बढ़ा देती हैं। उदाहरण के लिए, सैंडब्लास्टिंग से पहले, किसी दिए गए विमानन इंजन टरबाइन ब्लेड का थकान जीवन जितना होना चाहिए उसका केवल 30% है। सैंडब्लास्टिंग के बाद थकान का जीवन 90% से अधिक हो जाता है।
संक्षारण के प्रति कम प्रतिरोध: खुरदरी सतह संक्षारक पदार्थों के लिए प्रवेश को आसान बनाती है। उदाहरण के लिए, बिना पॉलिश किए 316L स्टेनलेस स्टील के हिस्सों में नमक स्प्रे परीक्षण के 24 घंटों के भीतर जंग के लक्षण दिखाई दिए। हालाँकि, इलेक्ट्रोलाइटिक पॉलिशिंग के बाद, हिस्से 500 घंटे से अधिक समय तक जंग का सामना करने में सक्षम थे।
उच्च घर्षण गुणांक: जब दो सतहें एक-दूसरे के संपर्क में होती हैं और एक-दूसरे के खिलाफ फिसलती हैं, तो सतह के खुरदरेपन का सीधा प्रभाव इस बात पर पड़ता है कि घर्षण कितनी अच्छी तरह काम करता है। जब एक निश्चित कार के गियरबॉक्स शाफ्ट भागों को अति परिशुद्धता के साथ मशीनीकृत नहीं किया गया, तो घर्षण गुणांक 0.15 तक बढ़ गया, जिसका मतलब था कि ऊर्जा का उपयोग 12% बढ़ गया। अति सटीक मशीनिंग के बाद, घर्षण गुणांक 0.03 तक कम हो गया, और ऊर्जा का उपयोग डिजाइन मूल्य तक कम हो गया।
2, 2, आंतरिक दोष: "छिपे हुए हत्यारे" से "विनाशकारी विफलता" तक, एक छिपा हुआ संकट
धातु 3डी प्रिंटिंग प्रक्रिया के दौरान, थर्मल तनाव और पाउडर और धातु के बीच संलयन की कमी से आंतरिक सरंध्रता और दरारें जैसी समस्याएं हो सकती हैं। यदि पोस्ट प्रोसेसिंग के दौरान इन खामियों को ठीक नहीं किया गया, तो वे भागों को बहुत अविश्वसनीय बना देंगे।

बहुत अधिक सरंध्रता: एक अध्ययन में पाया गया कि Ti-6Al-4V भाग जिन्हें गर्म आइसोस्टैटिक दबाया नहीं गया है (HIP) उनमें 0.5% से 1% की सरंध्रता हो सकती है। एचआईपी उपचार के बाद, सरंध्रता को 0.01% से कम किया जा सकता है। उच्च सरंध्रता एक हिस्से को कम सघन बना सकती है, जिससे गतिशील लोडिंग के दौरान इसके टूटने की संभावना अधिक हो जाती है।
अवशिष्ट तनाव नियंत्रण से बाहर है: मुद्रण के दौरान, यदि भाग गर्म हो जाता है और जल्दी ठंडा हो जाता है तो अवशिष्ट तनाव उत्पन्न हो सकता है। साँचे बनाने की एक स्थिति में, जिन हिस्सों पर तनाव नहीं था, वे उपयोग से पहले ही विकृत हो गए और उनका आकार बदल गया, जिसका मतलब था कि साँचे को फेंकना पड़ा। एनीलिंग के बाद, भागों की आयामी स्थिरता में 90% सुधार हुआ।
संगठन जो सम नहीं है: पाउडर बेड पिघलने की प्रक्रिया के कारण हिस्से के विभिन्न हिस्सों में अनाज का आकार बहुत भिन्न हो सकता है। जब हवाई जहाज की संरचना के एक निश्चित हिस्से को किसी घोल से उपचारित नहीं किया गया तो स्थानीय अनाज का आकार 100 माइक्रोन तक पहुंच गया। लेकिन समाधान उपचार के बाद, अनाज का आकार 20 से 30 माइक्रोन के बीच समान हो गया, और थकान प्रतिरोध तीन गुना बढ़ गया।
3. प्रदर्शन में गिरावट: "डिज़ाइन अनुपालन" और "वास्तविक विफलता" के बीच प्रदर्शन में अंतर
भले ही भागों के ज्यामितीय आयाम डिज़ाइन मानदंडों को पूरा करते हों, फिर भी उनका यांत्रिक प्रदर्शन अपेक्षा से काफी कम हो सकता है यदि पोस्ट - प्रसंस्करण नहीं किया जाता है:

एक अध्ययन में अनुपचारित और ताप से उपचारित 316L स्टेनलेस स्टील भागों का अध्ययन किया गया। इसमें पाया गया कि अनुपचारित भागों की तन्य शक्ति डिज़ाइन मूल्य पर थी, लेकिन बढ़ाव डिज़ाइन मूल्य का केवल 60% था। ताप उपचार के बाद, बढ़ाव डिज़ाइन मूल्य पर वापस चला गया।
कठोरता समान रूप से फैली हुई नहीं है: प्रत्यक्ष ऊर्जा जमाव (DED) तकनीक से बने भागों में आमतौर पर कठोरता प्रवणता होती है। नाइट्राइडिंग उपचार से पहले एक निश्चित मोल्ड इंसर्ट की सतह की कठोरता केवल 35HRC थी, लेकिन उपचार के बाद यह 58HRC तक बढ़ गई और पहनने का प्रतिरोध 5 गुना बढ़ गया।
पर्याप्त तापीय स्थिरता नहीं: एक उच्च तापमान वाला मिश्र धातु भाग जो पुराना नहीं था, 100 घंटे तक 650 डिग्री पर काम करने के बाद अपनी 20% कठोरता खो देता है। लेकिन उम्र बढ़ने के उपचार के बाद, कठोरता प्रतिधारण प्रतिशत 95% से ऊपर हो गया।
4. आर्थिक लागत: वे लागतें जो नियंत्रण से बाहर हैं, "आंशिक पुनर्कार्य" से लेकर "पूर्ण शटडाउन" तक।
पोस्ट प्रोसेसिंग न करने से न केवल पुर्जे खराब हो जाते हैं, बल्कि अर्थव्यवस्था पर भी इसकी श्रृंखलाबद्ध प्रतिक्रिया होती है:

दोबारा काम की लागत बहुत बढ़ गई है. एक कार पुर्ज़े निर्माता ने पुर्ज़ों का एक पूरा बैच फेंक दिया क्योंकि उन्होंने कोई पोस्ट प्रोसेसिंग नहीं की थी, और पुन: काम का खर्च कुल ऑर्डर मूल्य का 35% था। लेकिन यदि मुद्रण के तुरंत बाद गैर-विनाशकारी परीक्षण और मरम्मत की जाती है, तो लागत को 5% के भीतर रखा जा सकता है।
लंबा उत्पादन चक्र: क्योंकि एक निश्चित विमानन संरचनात्मक भाग को आवश्यक तनाव कम करने वाला उपचार नहीं मिला, इसलिए यह असेंबली के दौरान मुड़ गया। इसके कारण पूरी विनिर्माण लाइन दो सप्ताह के लिए बंद हो गई, जिससे कंपनी को $2 मिलियन का नुकसान हुआ।
ब्रांड की प्रतिष्ठा को ठेस पहुंची है: एक मेडिकल इम्प्लांट निर्माता द्वारा अपने उत्पादों की सतह को चमकाने में विफलता के कारण रिकॉल की संख्या में 15% की वृद्धि हुई, ग्राहकों की संख्या में 25% की हानि हुई और ब्रांड मूल्य में अथाह हानि हुई।