一套标准化的后处理技术流程对于将打印成型的选区激光熔化(SLM)铝合金零件转变为具有可靠机械性能、尺寸精度和功能性表面质量的部件至关重要。对于像AlSi10Mg这样的常见合金,此流程旨在解决SLM工艺的固有特性——残余应力、支撑结构、表面粗糙度和非平衡微观组织——以满足航空航天和汽车等行业严格的要求。
热处理是确保零件稳定性和性能的基础步骤。
去应力退火:在构建完成后立即进行,以减轻可能导致变形或开裂的高残余应力。这稳定了零件,以便进行后续处理和加工。
固溶热处理与时效(T6):完整的热处理周期是标准流程。固溶处理使微观组织均匀化并溶解合金元素,而随后的人工时效则析出强化相(例如AlSi10Mg中的Mg₂Si),从而优化零件的抗拉强度、硬度和尺寸稳定性。
这些步骤处理零件的外部几何形状和美观性。
支撑结构去除:通过切割、剪切或机加工小心地移除支撑,然后进行手动打磨或锉削以清理连接点。
表面改善:打印后的表面具有高粗糙度。通常采用喷砂(珠粒或砂粒喷砂)和振动光饰等技术来降低表面粗糙度(Ra),去除部分烧结的粉末,并改善外观均匀性。
精密CNC加工:关键的功能表面、配合接口以及需要严格公差的特征需要进行精加工。这是实现密封面、轴承配合或空气动力学轮廓不可或缺的步骤。
对于应用于疲劳关键或防泄漏场景的部件,需要采用进一步的先进处理。
热等静压(HIP):HIP使零件经受高温和各向同性的压力,有效消除内部微孔。这可以提高疲劳强度、改善延展性并获得更各向同性的机械性能。
专业表面处理:可以采用磨料流加工(用于内部通道)、化学抛光或阳极氧化等工艺来增强表面光洁度、耐腐蚀性或达到美观目的。
后处理链通过严格的检验进行验证。
尺寸验证:使用三坐标测量机(CMM)或3D扫描仪确保符合CAD模型。
无损检测(NDT):着色渗透检测检查表面缺陷。X射线计算机断层扫描(CT扫描)可用于复杂零件的内部质量评估。
机械性能测试:来自同一批次构建的试样会进行拉伸、疲劳和硬度测试,作为材料测试与分析的一部分,以认证后处理材料满足所有规定的机械性能要求。