सामान्य पोस्ट-धातु 3डी मुद्रित भागों के लिए प्रसंस्करण और फिनिशिंग के तरीके

धातु 3डी मुद्रित भाग शायद ही कभी अपनी अंतिम उपयोग योग्य स्थिति में निर्माण कक्ष को छोड़ते हैं। चूंकि मुद्रित सतहों पर आम तौर पर दिखाई देने वाली परत रेखाएं, पापयुक्त या आंशिक रूप से पिघले हुए पाउडर के कण होते हैं, और संरचना गवाह चिह्नों का समर्थन करते हैं जिन्हें कार्यात्मक उपयोग, असेंबली या सौंदर्य प्रस्तुति के लिए एक भाग तैयार होने से पहले संबोधित करने की आवश्यकता होती है। धातु 3डी मुद्रित भागों के लिए सामान्य परिष्करण विधियों में मैनुअल सैंडिंग, सैंडब्लास्टिंग, टम्बलिंग, वाइब्रेटरी/सेंट्रीफ्यूगल ग्राइंडिंग, अपघर्षक प्रवाह मशीनिंग (एक्सट्रूड ऑनिंग), इलेक्ट्रोप्लेटिंग और इलेक्ट्रोपॉलिशिंग, और सटीक मशीनिंग, ग्राइंडिंग और ईडीएम (इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनिंग) शामिल हैं। प्रत्येक विधि की विशिष्टताएँ नीचे उल्लिखित हैं।

सैंडिंग में किसी हिस्से की सतह को सीधे हाथ से यांत्रिक रूप से घिसने के लिए सैंडपेपर और फाइल जैसे उपकरणों का उपयोग किया जाता है, और यह सतह के खुरदरेपन में काफी सुधार कर सकता है। रेत से भरे हिस्सों की सतह की फिनिश में तीन से पांच के कारक से सुधार देखा जा सकता है, और यह विधि परत रेखाओं, तेज किनारों और मुद्रण प्रक्रिया से बचे अन्य स्थानीयकृत सतह दोषों को हटाने में विशेष रूप से प्रभावी है। मैन्युअल सैंडिंग लचीली होती है - एक ऑपरेटर अपना ध्यान वहीं केंद्रित कर सकता है जहां इसकी आवश्यकता होती है, जटिल ज्यामिति के आसपास काम करते हुए स्वचालित प्रक्रियाओं को - तक पहुंचने में कठिनाई हो सकती है लेकिन यह तुलनात्मक रूप से श्रमसाध्य और धीमा है। इस वजह से, यह पूरे उत्पादन दौर के व्यापक उपचार के बजाय छोटे उत्पादन बैचों या किसी हिस्से की विशिष्ट विशेषताओं पर लक्षित, स्थानीयकृत परिष्करण के लिए सबसे उपयुक्त होता है।

सैंडब्लास्टिंग में किसी हिस्से की सतह पर उच्च वेग से अन्य विकल्पों के अलावा एक अपघर्षक माध्यम - एल्यूमीनियम ऑक्साइड, स्टेनलेस स्टील मोतियों, या कांच के मोतियों को फैलाने के लिए संपीड़ित हवा का उपयोग किया जाता है, जो चयनित मीडिया के आधार पर एक समान मैट या चमकदार फिनिश का उत्पादन करता है। इसके फायदों में शामिल हैं:

निर्माण प्रक्रिया के दौरान बची हुई सतह की खरोंचों और औजारों के निशानों को तेजी से हटाना;

किसी हिस्से की आयामी सटीकता में कोई बदलाव नहीं, प्रसंस्करण आम तौर पर कुछ ही मिनटों में पूरा हो जाता है;

हवा के दबाव नियंत्रण के माध्यम से उपचार की तीव्रता को समायोजित किया जा सकता है - कम दबाव का उपयोग सतह के रंग और उपस्थिति को बदलने के लिए किया जा सकता है, जबकि उच्च दबाव तेज किनारों और छोटे उभारों को हटाने में सक्षम बनाता है।

सैंडब्लास्टिंग जटिल ज्यामिति वाले भागों के बैच प्रसंस्करण के लिए अच्छी तरह से अनुकूल है, क्योंकि स्प्रे पैटर्न खाइयों और आकृति के आसपास तक पहुंच सकता है, जो कठोर अपघर्षक उपकरणों के साथ पहुंचना मुश्किल होगा, जिससे यह धातु एएम भागों के लिए अधिक बहुमुखी और व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली परिष्करण विधियों में से एक बन जाता है।

टम्बलिंग भागों को एक घूमने वाले ड्रम या बैरल के अंदर अपघर्षक मीडिया - जैसे सिरेमिक मीडिया या स्टील मीडिया - के साथ रखता है, जहां भागों और मीडिया के बीच यांत्रिक घर्षण समय के साथ सतह को चिकना कर देता है। इस पद्धति की प्रमुख विशेषताओं में शामिल हैं:

यह अपेक्षाकृत सरल ज्यामिति वाले हिस्सों के लिए सबसे उपयुक्त है, जैसे कि बेलनाकार या ब्लॉक आकार के घटक, जहां टंबलिंग क्रिया सतह पर लगातार संपर्क बना सकती है;

एकाधिक भागों को एक साथ संसाधित किया जा सकता है, जिससे विधि को बैच फिनिशिंग के लिए अपेक्षाकृत उच्च थ्रूपुट मिलता है;

आंतरिक सतहों या जटिल संरचनाओं पर इसकी प्रभावशीलता सीमित है, क्योंकि टंबलिंग मीडिया आंतरिक चैनलों, गहरे अवकाशों, या जटिल जाली संरचनाओं तक पहुंचने में सक्षम नहीं हो सकता है - यह देखते हुए एक वास्तविक बाधा है कि कितनी बार धातु एएम का उपयोग ऐसी आंतरिक ज्यामिति का उत्पादन करने के लिए किया जाता है।

कंपनात्मक और केन्द्रापसारक पीसने में केन्द्रापसारक डिस्क या बेलनाकार प्रणालियों का उपयोग होता है, जिसमें केन्द्रापसारक बल उच्च {{0}ऊर्जा, उच्च-वॉल्यूम फिनिशिंग प्रदान करने के लिए भाग की सतह के खिलाफ अपघर्षक मीडिया को चलाता है। इसके मुख्य लाभों में शामिल हैं:

सामग्री को तेजी से हटाना, इसे पॉलिशिंग, डिबरिंग और एज {{0}राउंडिंग संचालन के लिए उपयुक्त बनाता है;

छोटे भागों के बैच प्रसंस्करण के लिए उपयुक्तता, हालांकि इसमें शामिल विशेष उपकरण में सैंडिंग या टंबलिंग जैसे सरल तरीकों की तुलना में तुलनात्मक रूप से अधिक अग्रिम लागत होती है।

क्योंकि यह प्रक्रिया मानक टम्बलिंग की तुलना में ऊर्जा को अधिक तीव्रता से केंद्रित करती है, यह मिनटों में वह हासिल कर सकती है जिसे पूरा करने में पारंपरिक टम्बलिंग में घंटों लग सकते हैं, जो इसे उत्पादन वातावरण के लिए आकर्षक बनाता है जहां थ्रूपुट सतह की गुणवत्ता के समान ही मायने रखता है।

अपघर्षक प्रवाह मशीनिंग, जिसे एक्सट्रूड ऑनिंग के रूप में भी जाना जाता है, एक हाइड्रोलिक पिस्टन का उपयोग करता है ताकि वर्कपीस की आंतरिक सतहों, जैसे छेद, चैनल, या गुहाओं के माध्यम से आगे और पीछे महीन अपघर्षक कणों से भरे चिपचिपा अपघर्षक मीडिया - को आगे और पीछे धकेला जा सके, जिससे अंदर से बाहर तक सटीक आकार प्राप्त हो सके। इस पद्धति की विशेषताओं में शामिल हैं:

आंतरिक सतह ज्यामिति पर सटीक नियंत्रण, सुसंगत त्रिज्या बनाने या आंतरिक मार्गों से गड़गड़ाहट को हटाने में सक्षम;

उन क्षेत्रों में प्रयोज्यता जहां पारंपरिक पॉलिशिंग प्रक्रियाओं के लिए आंतरिक चैनलों और जटिल गुहाओं तक पहुंचना मुश्किल या असंभव है, इसका एक प्रमुख उदाहरण है, और एक ऐसा क्षेत्र जहां धातु 3 डी प्रिंटिंग अक्सर ज्यामिति का उत्पादन करती है जिसे पारंपरिक परिष्करण आसानी से नहीं पहुंच सकता है;

नियंत्रणीय सामग्री निष्कासन, हालांकि प्रसंस्करण का समय यांत्रिक सतह विधियों की तुलना में अधिक लंबा होता है, क्योंकि वांछित फिनिश प्राप्त करने के लिए अपघर्षक प्रवाह को भाग के माध्यम से बार-बार पारित किया जाना चाहिए।

इलेक्ट्रोप्लेटिंग किसी भाग की सतह पर - जैसे सोना, चांदी, या क्रोमियम - से धातु आयनों को जमा करने के लिए विद्युत प्रवाह का उपयोग करता है, जिससे एक पतली कार्यात्मक या सजावटी परत बनती है। इसके मुख्य उद्देश्यों में पहनने के प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध, विद्युत चालकता और समग्र उपस्थिति में सुधार करना शामिल है, जो इसे एक आम विकल्प बनाता है जब धातु एएम भाग को आधार मुद्रित सामग्री से परे कार्यात्मक गुणों की आवश्यकता होती है।

इसके विपरीत, इलेक्ट्रोपॉलिशिंग, किसी हिस्से की सतह से सामग्री को घोलने के लिए विद्युत प्रवाह का उपयोग करता है, सूक्ष्म चोटियों और घाटियों को चिकना करके सतह की खुरदरापन को कम करता है। यह विशेष रूप से अनियमित आकार वाले भागों को चमकाने के लिए उपयुक्त है, जहां यांत्रिक पॉलिशिंग उपकरण समान संपर्क बनाए रखने के लिए संघर्ष करेंगे, और यह सतह की उपस्थिति में काफी सुधार कर सकता है और घर्षण से संबंधित सतह दोषों को कम कर सकता है।

सुसंगत, दोहराए जाने योग्य परिणाम प्राप्त करने के लिए दोनों प्रक्रियाओं को वर्तमान घनत्व और इलेक्ट्रोलाइट संरचना के सावधानीपूर्वक नियंत्रण की आवश्यकता होती है। उनके बीच मुख्य अंतर यह है कि इलेक्ट्रोप्लेटिंग एक योगात्मक प्रक्रिया है - सामग्री को सतह पर जमा किया जाता है - जबकि इलेक्ट्रोपॉलिशिंग एक घटिया प्रक्रिया है - सामग्री को सतह से हटा दिया जाता है। इस अंतर को समझना व्यवहार में मायने रखता है, क्योंकि किसी दी गई सहनशीलता की आवश्यकता के लिए गलत का चयन करने से या तो अवांछित मोटाई बढ़ सकती है या किसी हिस्से के आयामी भत्ते से अधिक सामग्री को हटाया जा सकता है।

मशीनिंग और पीसने में सीएनसी मिलों, लेथ्स और इसी तरह के उपकरणों का उपयोग किसी हिस्से से सामग्री को सीधे काटने के लिए किया जाता है, जिससे उच्च परिशुद्धता आयामी और आकार नियंत्रण प्राप्त होता है। इस मार्ग के माध्यम से प्राप्त की जाने वाली सतह की फिनिश रा 0.8μm से नीचे तक पहुंच सकती है, चिकनाई का एक स्तर जो कि अधिकांश मुद्रित या मीडिया तैयार सतहों से मेल नहीं खा सकता है।

इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनिंग (ईडीएम) सामग्री को नष्ट करने के लिए इलेक्ट्रोड और वर्कपीस के बीच इलेक्ट्रिकल स्पार्क डिस्चार्ज का उपयोग करता है, जिससे यह कठोर मिश्र धातु या जटिल आंतरिक गुहाओं को खत्म करने के लिए उपयुक्त होता है, जिन तक काटने वाले उपकरण से पहुंचना मुश्किल होगा। इसका मुख्य दोष प्रसंस्करण गति है, जो पारंपरिक मशीनिंग की तुलना में काफी धीमी है।

मशीनिंग/ग्राइंडिंग और ईडीएम दोनों के लिए विशेष उपकरण और कुशल ऑपरेटरों की आवश्यकता होती है, और आम तौर पर सख्त सहनशीलता आवश्यकताओं वाले भागों के लिए आरक्षित होते हैं - एयरोस्पेस घटक एक प्रतिनिधि उदाहरण हैं, जहां आयामी सटीकता और सतह की अखंडता सीधे भाग के प्रदर्शन और सुरक्षा मार्जिन को प्रभावित करती है।

धातु 3डी मुद्रित भाग के लिए सही परिष्करण विधि का चयन भाग की संरचनात्मक ज्यामिति, इसकी सटीक आवश्यकताओं और इसमें शामिल उत्पादन के पैमाने पर निर्भर करता है। सैंडिंग और सैंडब्लास्टिंग जैसी यांत्रिक विधियाँ तेज़, सामान्य प्रयोजन सतह उपचार के लिए अच्छी तरह से अनुकूल हैं जहाँ टर्नअराउंड समय सबसे कठिन संभव सहनशीलता प्राप्त करने से अधिक मायने रखता है। इलेक्ट्रोपॉलिशिंग और इलेक्ट्रोप्लेटिंग जैसे रासायनिक और इलेक्ट्रोकेमिकल तरीकों को आमतौर पर केवल कॉस्मेटिक कारणों के बजाय कार्यात्मक प्रदर्शन - संक्षारण प्रतिरोध, चालकता, या पहनने की विशेषताओं - को बढ़ाने के लिए चुना जाता है। मशीनिंग और ईडीएम जैसी उच्च परिशुद्धता प्रक्रियाएं उन हिस्सों के लिए आरक्षित हैं जिन्हें सख्त सहनशीलता आवश्यकताओं को पूरा करना होगा, जहां अतिरिक्त लागत और प्रसंस्करण समय आवेदन की गंभीरता से उचित है।

वास्तविक विश्व उत्पादन में, इनमें से कई तरीकों को एक ही फिनिशिंग वर्कफ़्लो के भीतर संयोजित करना आम बात है - उदाहरण के लिए, सतह के पैमाने को हटाने और उसकी उपस्थिति को समान करने के लिए एक हिस्से को सैंडब्लास्ट करना, इसके बाद महत्वपूर्ण संभोग सतहों पर लक्षित मशीनिंग, और एक चिकनी सतह और तैयार घटक पर बेहतर संक्षारण प्रतिरोध दोनों प्राप्त करने के लिए इलेक्ट्रोपॉलिशिंग के साथ परिष्करण करना। इस तरह का स्तरित दृष्टिकोण निर्माताओं को हर आवश्यकता को एक बार में पूरा करने के लिए किसी एकल पोस्ट प्रसंस्करण विधि पर निर्भर होने के बजाय लागत, थ्रूपुट और अंतिम भाग की गुणवत्ता को संतुलित करने की अनुमति देता है।