Фінішна обробка деталей, виготовлених 3D-друком
Деталь, вирощена з металевого порошку, виходить із принтера шорсткою, із привареними підтримками і частинками порошку на поверхні. До робочого стану її доводять абразивними методами — і на це нерідко йде більше часу, ніж на сам друк.
Що виходить після друку
| Особливість | Наслідки |
|---|---|
| Шорсткість Ra 5–25 мкм | Низька втомна міцність, тертя, поганий вигляд |
| Приплавлені частинки порошку | Відриваються в експлуатації, забруднюють вузли |
| Підтримки | Потрібно видалити, залишаються сліди |
| Залишкові напруження | Жолоблення після відділення від плити |
| Пори під поверхнею | Розкриваються під час знімання шару |
| Важкооброблювані матеріали | Титан, жароміцні нікелеві та кобальтові сплави, інструментальні сталі |
Послідовність обробки
- Термообробка для знімання напружень — до відділення від плити.
- Відділення від плити — дротовою електроерозією або стрічковою пилкою.
- Видалення підтримок — вручну борфрезами, шліфувальними головками, відрізними кругами малого діаметра.
- Струминна обробка — скляними кульками або електрокорундом для видалення приплавлених частинок і вирівнювання вигляду.
- Шліфування і зачищення — стрічками, пелюстковими кругами, головками в місцях стику з підтримками.
- Об'ємна обробка — віброгалтування, відцентрова або протяжна обробка для зниження шорсткості по всій поверхні.
- Остаточна обробка посадкових поверхонь — шліфування або точіння в розмір.
Методи і результат
| Метод | Досяжна Ra, мкм | Для чого підходить |
|---|---|---|
| Струминна обробка | 3–6 | Очищення, матова поверхня |
| Віброгалтування | 1–3 | Зовнішні поверхні, заокруглення кромок |
| Відцентрова і протяжна обробка | 0,2–1 | Лопатки, імплантати, дрібні деталі |
| Обробка абразивним потоком | 0,5–2 | Внутрішні канали |
| Електрохімічне і хімічне полірування | 0,5–2 | Складна форма, ґратчасті структури |
| Шліфування | 0,2–0,8 | Функціональні поверхні в розмір |
Внутрішні канали
Головна перевага друку — канали охолодження і складні порожнини — стає головною трудністю оздоблення: інструмент туди не дістає. Застосовують обробку абразивним потоком: в'язку пасту із зерном карбіду кремнію або алмазу продавлюють крізь канал уперед і назад. Паста згладжує стінки і заокруглює кромки. Інтенсивність регулюють в'язкістю, тиском і кількістю циклів.
Припуск
На поверхнях, які шліфуватимуться в розмір, під час проєктування залишають припуск 0,3–0,5 мм і більше. Він має перекрити шорсткість, жолоблення і шар із підповерхневими порами.
Особливості шліфування
- Титанові сплави — карбід кремнію або керамічний корунд, низька швидкість, рясне охолодження.
- Нікелеві жароміцні сплави — високопористі круги з білого електрокорунду, мала глибина.
- Тонкі стінки і ґратки легко деформуються: малий натиск, опора під деталь.
- Структура надрукованого металу дрібніша і твердіша за литу, інструмент зношується швидше.
Втомна міцність
Тріщини зароджуються на западинах шорсткості і розкритих порах. Зниження шорсткості з 10 до 1 мкм помітно підвищує межу витривалості, а для відповідальних деталей застосовують ще й гаряче ізостатичне пресування, що закриває пори до остаточного оздоблення.