Quais são os métodos de tratamento térmico na impressão 3D

O tratamento térmico é uma etapa -chave no processo de aplicação da impressão 3D. Até o momento, independentemente do qual o processo de impressão 3D é usado, envolve vários métodos para variar graus, como limpeza de pó, recozimento, pós -cura, sem apoio, polido, jateado de areia e colorido. O tratamento térmico também é uma etapa importante no processo de aplicação de peças impressas em 3D e pode assumir várias formas, dependendo dos resultados esperados, materiais utilizados e tecnologia preferida.

Na fabricação aditiva, as peças produzidas são afetadas por diferentes temperaturas e passam por estágios de aquecimento e resfriamento mais ou menos importantes, dependendo do processo de impressão selecionado. Esses estágios têm um impacto direto nas peças que acumulam estresse residual. O tratamento térmico após a impressão é crucial, pois não apenas elimina os defeitos, mas também afeta as propriedades mecânicas das partes, como resistência à flexão, ductilidade e até dureza final.  

01. Sinterização

A sinterização é um dos métodos de tratamento térmico que podem ser usados ​​na fabricação aditiva, estritamente falando, é mais uma etapa crítica no processo de fabricação do que em um método pós-tratamento. De fato, esta é uma etapa indispensável e importante ao usar pulverização adesiva ou outros métodos de impressão 3D indiretos. Usando esses dois processos, podem ser obtidas partes verdes que contêm ligantes inorgânicos ou orgânicos, que atualmente são removidos através de métodos de desgraça térmica e, em seguida, a ligação metalúrgica de partículas de metal pode ser alcançada em temperaturas mais altas.

O forno de sinterização é um equipamento importante nesse processo e, atualmente, são usados ​​fornos de sinterização a vácuo ou atmosfera. O primeiro evita a oxidação de peças em altas temperaturas através do alto vácuo, enquanto o último impede a oxidação de peças através da redução da atmosfera. Durante o processo de sinterização, a temperatura geralmente é ajustada ligeiramente menor que a temperatura de fusão do material utilizado. O processo de sinterização pode reduzir a porosidade da peça e aumentar sua dureza. Além de ser adequado para impressão de metal, esse processo de tratamento térmico também é adequado para a impressão em cerâmica.

O encolhimento e a deformação são questões importantes que devem ser abordadas nesta fase. Durante o processo de sinterização, a remoção do aglutinante ocupa gradualmente o espaço vazio do material em pó, que reduzirá o tamanho da parte original. Atualmente, é comum garantir o tamanho final das peças, pré-ampliando as dimensões e simulando-as, além de exigir certas técnicas de pós-processamento.

02. Cura do pós -polímero

Atualmente, a impressão 3D do fotopolímero também requer cura após a cura para melhorar seu desempenho final, que é um estágio de endurecimento ou cura. A resina é composta por vários monômeros que não estão conectados no estado líquido. Quando expostos a uma fonte UV, esses monômeros idênticos se unirão para formar os componentes desejados. No entanto, após a impressão, algumas áreas podem não atingir a reticulação ideal, o que representa o risco de danificar a resistência geral do componente de impressão. É aqui que o passo de endurecimento entra em jogo, pois completará completamente a reação de reticulação.

Depois que a peça for criada, ela será limpa para remover o excesso de resina não fotopolimerizada. Em seguida, as peças podem ser colocadas em máquinas adequadas - normalmente, os fabricantes de impressoras 3D de resina fornecem estações de cura. Esta é uma câmara UV que pode endurecer os componentes impressos e dar a eles suas propriedades finais. Isso reduz sua vulnerabilidade e reduz o risco de dano. A cura também pode corrigir a cor da resina, tornando mais seguro manusear. As peças têm força mais forte ao longo do tempo, o que é crucial em muitos campos.

O tipo de resina usada ou o tamanho das peças afetará diretamente esta etapa de tratamento térmico. Na maioria dos casos, quanto maior a peça, maior o tempo de cura necessário.

03. Recozimento na impressão 3D

Este método de tratamento térmico expõe componentes impressos em 3D a uma determinada temperatura, que depende dos materiais utilizados. Após o aquecimento, gradualmente esfrie para aumentar sua força. Esta é uma tecnologia amplamente usada para metais. Alguns plásticos também podem passar por esse recozimento, como PLA e PETG. Para outros materiais termoplásticos, como o ABS, não é adequado porque o calor geralmente causa deformação ou deformação excessiva.

Especificamente, o recozimento é o processo de aquecimento de um material a uma temperatura acima da temperatura de cristalização, mas abaixo do ponto de fusão. Para os polímeros, isso permitirá que as moléculas se auto -reestruturem, melhorando assim a estabilidade do componente final. Para metais, o recozimento pode aumentar o tamanho do grão devido à sua recristalização. Em ambos os casos, a duração do recozimento terá um impacto na estrutura da parte final - quanto mais tempo é exposto ao calor, maiores as mudanças estruturais. Por exemplo, peças plásticas menores podem ser obtidas após a etapa de recozimento, pois o calor acelera o encolhimento. Ao fazer configurações relevantes, isso deve ser levado em consideração.

04. Métodos de tratamento térmico de metal

O recozimento do alívio do estresse é um dos métodos de tratamento térmico comumente usado para impressão 3D de metal, e o estresse residual é um produto inevitável de aquecimento e resfriamento rápido, que é uma característica inerente da tecnologia de fusão de leito a laser. Durante o processo de recozimento do estresse, o estresse interno desaparecerá ou diminuirá gradualmente, acompanhado pelo rearranjo e refinamento dos cristais do material. Isso pode melhorar a plasticidade, a tenacidade e a ductilidade do material, enquanto reduz sua dureza e força. Melhorando assim o desempenho geral do material.

Além disso, o fortalecimento do temperamento pode ser usado em peças de metal impressas em 3D, o que é uma operação de aquecimento das peças para temperaturas muito altas e resfriá -las rapidamente, o que afetará a microestrutura das peças; A extinção geralmente requer o uso do líquido para resfriar as peças.

A prensagem isostática quente é outra etapa extremamente importante que não pode ser ignorada em aplicações aeroespaciais e médicas. A prensagem isostática quente (HIP) é o processo de colocação de um produto em um recipiente selado, aplicando pressão igual ao produto em todas as direções e aplicando simultaneamente alta temperatura. Sob a ação de alta temperatura e alta pressão, o produto pode ser sinterizado e densificado. Através do processo de prensagem isostática quente, os defeitos podem ser eliminados e a microestrutura e as propriedades mecânicas podem ser melhoradas.

A impressão 3D é apenas um aspecto desse método de fabricação, e esse ponto de vista foi aceito pela maioria dos usuários. Especialmente as etapas relacionadas ao pós-processamento ou tratamento térmico são cruciais no processo de aplicação de peças, envolvendo equipamentos, temperatura e configurações de tempo, que afetam diretamente o desempenho final das peças.

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