ما هي المعالجة اللاحقة القياسية لمكونات التيتانيوم المطبوعة بتقنية WAAM؟

إدارة الإجهاد الحراري الإلزامية

تتطلب مكونات التيتانيوم المطبوعة بتقنية WAAM عملية تخميل فورية للإجهاد بسبب الضغوط المتبقية الكبيرة الناتجة عن عملية الترسيب ذات المدخلات الحرارية العالية. بالنسبة لسبائك التيتانيوم مثل Ti-6Al-4V، يتم ذلك عادةً عند 650-750 درجة مئوية في فراغ أو جو خامل لمنع الأكسدة. تلي ذلك دورة معالجة محلول وتقدير لتحسين البنية المجهرية - تحويل الحبيبات الخشنة العمودية النموذجية لرواسب WAAM إلى بنية α+β أكثر توازنًا مع خصائص ميكانيكية محسنة. بالنسبة للمكونات المخصصة لتطبيقات الفضاء والطيران، فإن هذه المعالجة الحرارية حاسمة لتحقيق القوة المطلوبة والمطيلية ومقاومة التعب.

الضغط المتساوي الساخن لتعزيز السلامة

يوصى بشدة باستخدام الضغط المتساوي الساخن (HIP) لمكونات التيتانيوم الحرجة المصنعة بتقنية WAAM. دورة HIP، التي تُجرى عادةً عند 900-950 درجة مئوية بضغط 100-150 ميجا باسكال في جو الأرجون، تقضي بشكل فعال على المسامية الداخلية وعيوب عدم الانصهار والفراغات المجهرية المتأصلة في عملية WAAM. وهذا يحسن بشكل كبير أداء التعب ومتانة الكسر من خلال إنشاء بنية مادية كثيفة بالكامل ومتجانسة. بالنسبة لمكونات التيتانيوم المعرضة لأحمال دورية في تطبيقات الدفاع أو الفضاء، يمكن أن يزيد HIP من عمر التعب بنسبة 200-400٪ مقارنة بالمواد المترسبة كما هي.

التشغيل الميكانيكي الواسع وتحضير السطح

يتطلب السطح الخشن للمكونات المطبوعة بتقنية WAAM، والذي يتميز بتموج كبير وعلامات طبقات، تشغيلًا ميكانيكيًا واسعًا باستخدام CNC لتحقيق الأبعاد النهائية. يجب إزالة بدلات مخزون نموذجية تتراوح بين 3-8 ملم من جميع الأسطح الحرجة. هناك حاجة إلى أدوات متخصصة ومعلمات قطع بسبب التوصيل الحراري المنخفض للتيتانيوم وميله إلى التصلب بالعمل. بعد التشغيل الميكانيكي الخشن، يحقق التشغيل الميكانيكي النهائي التسامحات النهائية، بينما يمكن استخدام عمليات مثل الحفر العميق للميزات الداخلية. يتم إجراء جميع عمليات التشغيل الميكانيكي بعد المعالجات الحرارية لضمان الاستقرار الأبعادي.

تحسين السطح والتحقق من الجودة

بعد التشغيل الميكانيكي، تعالج عمليات تحسين السطح المتطلبات الفريدة لمكونات التيتانيوم. يقدم التنظيف بالرصاص ضغوط سطحية انضغاطية تحسن بشكل كبير أداء التعب، وهو أمر مهم بشكل خاص للمكونات الدوارة. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب تشطيب سطح فائق، مثل مكونات هيكل الطائرة أو الغرسات الطبية، يمكن تطبيق التشطيب الاهتزازي أو التلميع الكهربائي. يقوم الاختبار والتحليل المادي الشاملان بالتحقق من جودة المكونات من خلال التحليل الكيميائي والاختبار الميكانيكي والفحص المجهري والفحص غير التدميري لضمان أن التيتانيوم المنتج بتقنية WAAM يلبي جميع متطلبات المواصفات.