सैंडब्लास्टिंग वास्तव में धातु 3डी मुद्रित भागों पर कौन सी सतही समस्याओं को ठीक कर सकती है?

ग्राहक को साफ, पेशेवर धातु की उपस्थिति की उम्मीद में अपने एसएलएम स्टेनलेस स्टील के हिस्से प्राप्त हुए। इसके बजाय, सतहें सैंडपेपर की तरह खुरदरी थीं, जिनमें दृश्यमान परत रेखाएं और बिखरे हुए पाउडर कण थे। एक अन्य ग्राहक को बताया गया कि "सैंडब्लास्टिंग से यह ठीक हो जाएगा," बाद में पता चला कि कुछ समस्याएं बनी हुई थीं, जिसके कारण दोबारा काम करना पड़ा और डिलीवरी में देरी हुई।

सैंडब्लास्टिंग धातु 3डी मुद्रित भागों - के लिए सबसे अधिक अनुशंसित सतह उपचारों में से एक है, लेकिन यह सबसे गलत समझे जाने वाले उपचारों में से एक भी है। क्या यह सचमुच आपकी सतही समस्याओं को ठीक कर सकता है? पूरी तरह? या केवल आंशिक रूप से? और क्या ऐसे मुद्दे हैं जो वास्तव में बदतर हो सकते हैं?

क्यों धातु 3डी मुद्रित भागों को लगभग हमेशा सतही उपचार की आवश्यकता होती है

निर्मित धातु सतहों की कठोर वास्तविकता

चूंकि {{0}एसएलएम/डीएमएलएस से निर्मित सतहों में आम तौर पर 6-20 µm का Ra मान होता है, जबकि EBM भाग अक्सर 20-35 µm तक पहुंचते हैं। सामान्य मुद्दों में प्रमुख परत रेखाएं (सीढ़ी प्रभाव), सतह पर चिपके हुए आंशिक रूप से पिघले पाउडर कण, वेल्ड स्पैटर, समर्थन संरचना अवशेष और सतह ऑक्सीकरण शामिल हैं।

सैकड़ों परियोजनाओं का समर्थन करने वाले हमारे उत्पादन अनुभव में, ये मुद्दे निर्मित भागों को धातु 3डी प्रिंटिंग सतह उपचार विकल्पों के बिना अधिकांश कार्यात्मक या सौंदर्य अनुप्रयोगों के लिए अनुपयुक्त बनाते हैं।

सतही समस्याएं सभी एक जैसी नहीं होती हैं और सभी को एक ही तरह से ठीक नहीं किया जा सकता है

एक आम ग़लतफ़हमी यह है कि एक उपचार से सब कुछ हल हो सकता है। सतही समस्याएँ श्रेणियों में आती हैं: स्थूल समस्याएँ (परत रेखाएँ, समर्थन चिह्न), सूक्ष्म समस्याएँ (पाउडर आसंजन, छींटे), रासायनिक समस्याएँ (ऑक्सीकरण), और यांत्रिक समस्याएँ (अवशिष्ट तनाव)।

सैंडब्लास्टिंग कुछ समस्याओं में उत्कृष्ट है लेकिन यह एक सार्वभौमिक समाधान नहीं है।

सैंडब्लास्टिंग पोस्ट में कहां फिट होती है -प्रोसेसिंग टूलबॉक्स

सैंडब्लास्टिंग अधिकांश वर्कफ़्लोज़ में "पहले{0}}कदम को साफ़ करने वाला और एकसमान बनाने वाला" के रूप में कार्य करता है। यह सतह की तैयारी में उत्कृष्ट है लेकिन उच्च परिशुद्धता या चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए शायद ही कभी अंतिम चरण होता है।

तालिका 1: जैसा कि {{1}निर्मित सतही मुद्दे और कौन सी पोस्ट -प्रसंस्करण विधियां उन्हें संबोधित करती हैं

सैंडब्लास्टिंग क्या है

मूल सिद्धांत (सादी अंग्रेजी में)

सैंडब्लास्टिंग संपीड़ित हवा का उपयोग करके भाग की सतह पर उच्च वेग से अपघर्षक मीडिया को फैलाता है। प्रभाव से ढीले कण हट जाते हैं, अनियमितताएं दूर हो जाती हैं और एक समान बनावट बन जाती है। मुख्य मापदंडों में मीडिया प्रकार, कण आकार, दबाव (0.2-0.8 एमपीए), कोण और दूरी शामिल हैं।

बीड ब्लास्टिंग बनाम शॉट ब्लास्टिंग बनाम ग्रिट ब्लास्टिंग क्या अंतर है?

ग्लास बीड ब्लास्टिंग: कोमल, समान मैट फ़िनिश के लिए गोलाकार मोती। परिशुद्धता के लिए सबसे आमधातु 3डी प्रिंटिंग सामग्री.

स्टील शॉट ब्लास्टिंग: मजबूत पीनिंग प्रभाव, संपीड़न तनाव जोड़ता है।

ग्रिट ब्लास्टिंग (एल्यूमीनियम ऑक्साइड/सिलिकॉन कार्बाइड): आक्रामक सफाई के लिए कोणीय मीडिया।

अधिकांश एसएलएम भागों के लिए, ग्लास बीड ब्लास्टिंग सबसे अच्छा संतुलन बनाता है।

मुख्य पैरामीटर जो अंतिम परिणाम निर्धारित करते हैं

बेहतर मीडिया और कम दबाव से बेहतर परिणाम मिलते हैं। अत्यधिक आक्रामक सेटिंग्स पतली दीवारों को नुकसान पहुंचा सकती हैं या दूषित पदार्थों को एम्बेड कर सकती हैं।

तालिका 2: सैंडब्लास्टिंग मीडिया प्रकार

सतह की समस्याओं को सैंडब्लास्टिंग से ठीक किया जा सकता है

समस्या #1 - पाउडर कण आसंजन (सबसे आम समस्या)

बिना पिघले पाउडर के कण सतह पर सिंटर हो जाते हैं। सैंडब्लास्टिंग इनमें से 95%+ को हटा देता है, जिससे स्वच्छता में नाटकीय रूप से सुधार होता है। हमारे द्वारा समर्थित एक मेडिकल प्रोटोटाइप परियोजना में, इस कदम ने दृश्यमान कणों को समाप्त कर दिया जो स्वच्छता सत्यापन में विफल हो सकते थे।

समस्या #2 - वेल्डिंग स्पैटर और बॉलिंग दोष

लेज़र अस्थिरता छींटे मोती बनाती है। ग्लास बीड ब्लास्टिंग अधिकांश ढीले छींटों को प्रभावी ढंग से हटा देता है।

समस्या #3 - दृश्यमान परत रेखाएं और सीढ़ी प्रभाव

सैंडब्लास्टिंग परत रेखाओं की दृश्य प्रमुखता को 60-70% तक कम कर देता है और रा को 40-50% तक सुधार देता है, लेकिन यह अंतर्निहित ज्यामिति को समाप्त नहीं कर सकता है।

समस्या #4 - सतह ऑक्सीकरण और मलिनकिरण

टाइटेनियम और स्टेनलेस स्टील पर हल्के ऑक्सीकरण के लिए प्रभावी। निष्क्रियता का पालन अवश्य करना चाहिए।

समस्या #5 - गैर-समान मैट उपस्थिति और असंगत बनावट

सैंडब्लास्टिंग बैचों में एक समान बनावट बनाने में उत्कृष्टता प्राप्त करता है, जिससे रा भिन्नता ±0.8 µm तक कम हो जाती है।

सैंडब्लास्टिंग क्या ठीक नहीं कर सकती

यह टाइट डायमेंशनल टॉलरेंस या मिरर फिनिश हासिल नहीं कर सकता

विशिष्ट पोस्ट-सैंडब्लास्टिंग रा 1.5-6 µm है। मिरर फ़िनिश (आरए 0.1 µm से कम या उसके बराबर) के लिए मैकेनिकल पॉलिशिंग + इलेक्ट्रोपॉलिशिंग की आवश्यकता होती है।

यह विकृति या आयामी विकृति को ठीक नहीं कर सकता

सैंडब्लास्टिंग पूरी तरह से एक सतही प्रक्रिया है। वारपिंग के लिए ताप उपचार या एचआईपी की आवश्यकता होती है।

यह आंतरिक सरंध्रता को समाप्त नहीं कर सकता

सरंध्रता एक आंतरिक दोष है. केवल HIP ही इसे प्रभावी ढंग से संबोधित करता है।

अगर गलत किया गया तो यह वास्तव में समस्याएँ पैदा कर सकता है

जोखिमों में पतली {{0}दीवार विकृति (विशेषकर) शामिल है<1.0 mm walls), iron contamination on titanium, or uneven results on complex geometries. In one case we observed, excessive pressure on thin aluminum walls caused visible distortion.

सामग्री-द्वारा-सामग्री मार्गदर्शिका

स्टेनलेस स्टील (316एल, 17-4पीएच) - सबसे क्षमाशील

कांच के मोतियों के साथ उत्कृष्ट परिणाम। एएसटीएम ए967 के अनुसार निष्क्रियता का पालन किया जाना चाहिए।

टाइटेनियम (Ti-6Al-4V) - सावधानी से संभालें

केवल अलौह मीडिया का उपयोग करें। लौह संदूषण के जोखिम के कारण कभी भी स्टील शॉट न लें जो जैव अनुकूलता से समझौता कर सकता है।

एल्यूमिनियम (AlSi10Mg) - तेज़ लेकिन कमजोर

विरूपण से बचने के लिए बहुत कम दबाव की आवश्यकता होती है। इसके बाद अक्सर एनोडाइजिंग की जाती है।

इनकोनेल और निकेल सुपरअलॉयज - उच्च कठोरता, उच्च मांग

कठोर मीडिया की आवश्यकता होती है लेकिन उच्च तापमान अनुप्रयोगों के लिए टिकाऊ सतह तैयार करता है।

सैंडब्लास्टिंग बनाम अन्य भूतल उपचार विधियाँ

सैंडब्लास्टिंग बनाम इलेक्ट्रोपॉलिशिंग

सैंडब्लास्टिंग सतह तैयार करती है; इलेक्ट्रोपॉलिशिंग इसे उच्च चमक और निष्क्रियता तक परिष्कृत करती है। प्री-सैंडब्लास्टिंग से अंतिम इलेक्ट्रोपॉलिशिंग एकरूपता में ~30% सुधार होता है।

सैंडब्लास्टिंग बनाम मैकेनिकल पॉलिशिंग

एकसमान तैयारी के लिए सैंडब्लास्टिंग तेज़ है; मैकेनिकल पॉलिशिंग से कम रा और मिरर फ़िनिश प्राप्त होती है।

उद्योग-सैंडब्लास्टिंग के लिए विशिष्ट अनुप्रयोग और आवश्यकताएँ

कोटिंग और निरीक्षण से पहले एयरोस्पेस सतह की तैयारी

सख्त NADCAP नियंत्रणों के तहत कोटिंग आसंजन और FPI तैयारी के लिए उपयोग किया जाता है।

बायोकम्पैटिबिलिटी के लिए चिकित्सा उपकरण नियंत्रित सतह बनावट

नियंत्रित खुरदरापन प्रत्यारोपण में ऑसियोइंटीग्रेशन को बढ़ावा देता है (लक्ष्य रा 1.0-3.0 µm)।

प्रोटोटाइप सत्यापन के लिए ऑटोमोटिव फास्ट टर्नअराउंड

प्रोटोटाइप और कोटिंग तैयारी के लिए त्वरित सतह एकीकरण।

सैंडब्लास्टिंग की लागत और लीड टाइम के संदर्भ में क्या अपेक्षा करें

छोटे भागों के लिए, सैंडब्लास्टिंग की लागत आम तौर पर $8-30 प्रति पीस होती है और इसमें 0.5-2 दिन लगते हैं। व्यापक वर्कफ़्लो के हिस्से के रूप में सही ढंग से उपयोग किए जाने पर यह सबसे अधिक लागत प्रभावी कदमों में से एक है।

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सैंडब्लास्टिंग धातु 3डी प्रिंटिंग सतह उपचार में एक बहुमुखी, लागत प्रभावी पहला कदम है जो सतहों को साफ करने, एक समान बनाने और तैयार करने में उत्कृष्ट है। यह पाउडर के आसंजन और छींटों को प्रभावी ढंग से हटा देता है, लेकिन मिरर फ़िनिश प्रदान नहीं कर सकता, विकृति को ठीक नहीं कर सकता, या आंतरिक दोषों को ठीक नहीं कर सकता।

मेटल 3डी प्रिंटिंग सामग्री से जुड़े अपने अगले प्रोजेक्ट के लिए, निःशुल्क डीएफएम समीक्षा के लिए अपनी फाइलें और सतह संबंधी आवश्यकताएं सबमिट करें। हमारी टीम आपके लिए आवश्यक सटीक सतह गुणवत्ता प्राप्त करने के लिए सैंडब्लास्टिंग और पूरक उपचारों के इष्टतम संयोजन की सिफारिश करेगी।

संदर्भ

मार्केट्सएंडमार्केट्स 2024: औद्योगिक स्वचालित सतह उपचार बाजार का आकार और 2028 तक पूर्वानुमान

Wohlers Report 2023: Digital traceability adoption in metal AM surface treatment

एएसटीएम ए967: स्टेनलेस स्टील के लिए रासायनिक निष्क्रियता मानक

एएसटीएम एफ86: धात्विक सर्जिकल प्रत्यारोपण के लिए सतही उपचार मानक

एएमएस 2430: एयरोस्पेस घटकों के लिए शॉट पीनिंग मानक

ईओएस जीएमबीएच तकनीकी डेटा शीट: सामग्री और प्रक्रिया द्वारा निर्मित सतह खुरदरापन मान

एएसएम इंटरनेशनल - सरफेस इंजीनियरिंग हैंडबुक