هل السفع الرملي مناسب لجميع الأجزاء المعدنية المطبوعة ثلاثية الأبعاد؟

一, الوظيفة الرئيسية وحدود تكنولوجيا السفع الرملي
1. الغرض الرئيسي من السفع الرملي
يستخدم السفع الرملي الهواء المضغوط لدفع المواد الكاشطة مثل رمل الكوارتز ورمل الماس والخرز الزجاجي وغيرها إلى سطح الأجزاء بسرعة كبيرة. وهذا له التأثيرات التالية:
تنظيف السطح: التخلص من الأوساخ مثل قشور الأكسيد، وبقع الزيت، والمسحوق الذي لم ينصهر؛
التحكم في الخشونة: قم بتغيير خشونة السطح (Ra 0.8–6.3 ميكرومتر) عن طريق تغيير حجم الجزيئات الكاشطة (80–240 شبكة) وضغط النفاث (0.2–0.8MPa). تحرير الضغط: يمكن أن يساعد التأثير في التخلص من بعض الضغط المتبقي من الطباعة وتقليل فرصة التشوه.
المعالجة المسبقة للطلاء: جعل السطح أكثر خشونة بحيث يلتصق الطلاء بشكل أفضل (على سبيل المثال، طلاء هيدروكسيباتيت على سطح غرسات سبائك التيتانيوم).
2. ما لا يمكن أن تفعله عملية السفع الرملي
خطر الهياكل ذات الجدران الرقيقة-: يمكن أن يؤدي الضغط النفاث إلى تغيير شكل الأجزاء ذات الجدران الرقيقة أو إحداث ثقوب فيها-(السُمك < 0.5 مم). البقع العمياء في معالجة التجاويف المعقدة: يصعب الدخول إلى الثقوب أو القنوات الداخلية التي يقل قطرها عن 2 ملم، وبقايا المسحوق تحتاج إلى تنظيف كيميائي.
خطر تلف السطح: يمكن للمواد الكاشطة الصلبة مثل كربيد السيليكون أن تخدش سطح المعادن الناعمة مثل سبائك الألومنيوم.
فقدان الدقة: يمكن أن تؤدي عملية السفع الرملي المفرطة إلى إتلاف الأجزاء الدقيقة مثل الخيوط والهياكل الدقيقة، والتي ستحتاج إلى إصلاحها بواسطة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي لاحقًا.
2، تأثير خواص المواد على فائدة السفع الرملي
تؤثر الصلابة والليونة والميل إلى أكسدة المعادن المختلفة بشكل مباشر على اختيار معلمات عملية السفع الرملي:
1. سبائك التيتانيوم (Ti6Al4V)
قابلية التطبيق: إنها أفضل مادة لشفرات محركات الطيران وزراعة العظام لأنها قوية جدًا ولا تصدأ. يمكن أن يؤدي السفع الرملي إلى التخلص من مقياس أكسيد السطح وجعل الطلاء يلتصق بشكل أفضل.
تحسين العملية:
اختيار مادة كاشطة: استخدم الخرز الزجاجي أو رمل الألومينا بدلاً من كربيد السيليكون لتجنب خدش السطح.
التحكم في الضغط: للحفاظ على-الإنشاءات ذات الجدران الرقيقة من الانحناء، يجب أن يكون ضغط الرش أقل من 0.4 ميجاباسكال.
بعد السفع الرملي، يلزم الغسل بالأحماض (HF+HNO3) للتخلص من المواد الكاشطة المضمنة. بعد ذلك، يتم صقل السطح للحصول على طبقة نهائية طبية-مع Ra<0.8 μ m.
2. سبائك الألومنيوم (AlSi10Mg)
الفائدة: نظرًا لخفته، غالبًا ما يتم استخدامه في قطع غيار السيارات. لكن سطح سبائك الألومنيوم من السهل أن يتأكسد، ويحتاج السفع الرملي إلى إيجاد توازن بين أن يكون نظيفًا وسلسًا.
تحسين العملية:
اختيار مادة كاشطة: اكسيد الالمونيوم الأبيض أو رمل العقيق مع جزيئات يتراوح حجمها من 120 إلى 180 شبكة؛
للحفاظ على قوة الكلال من الانخفاض، يجب أن يكون تنظيم الضغط بين 0.3 و 0.5 ميجا باسكال لمنع الخشونة من أن تصبح سيئة للغاية.
لإيقاف إعادة الأكسدة-، قم بإجراء معالجة الأنودة أو الطلاء مباشرة بعد السفع الرملي.
3. الفولاذ المقاوم للصدأ (316L)
الاستخدام: نظرًا لأنه لا يصدأ، فهو مادة أساسية للأغذية والمعدات الكيميائية. يمكن أن يجعل السفع الرملي الأسطح أكثر توازنًا، لكن يجب أن تكون حريصًا على عدم إتلاف السطح الموجود تحتها.
تحسين العملية:
اختيار مادة كاشطة: كريات الفولاذ المقاوم للصدأ أو الخرز الخزفي لمنع الفريت من الدخول إلى المزيج؛
التحكم في الضغط: 0.5 – 0.7 ميجا باسكال، مما يحافظ على نظافة الجدار الداخلي للحفرة العميقة.
معيار الاختبار: يجب إجراء اختبار اختراق الفلورسنت (PT) بعد السفع الرملي للتأكد من عدم وجود شقوق.
4. سبيكة ذات درجة حرارة عالية- تعتمد على النيكل (Inconel 718)
قابلية التطبيق: الأجزاء التي تعمل في درجات حرارة عالية، مثل أقراص التوربينات في محركات الطائرات، يجب أن تكون قادرة على التعامل مع الظروف القاسية للغاية. يمكن أن يؤدي السفع الرملي إلى تخفيف الضغط أثناء الطباعة، ولكن من المهم إيقاف التآكل بين الحبيبات.
تحسين العملية:
اختر مادة كاشطة: رمل الألومينا أو رمل كربيد السيليكون بحجم جسيمات يتراوح من 80 إلى 120 شبكة.
التحكم في الضغط: من 0.6 إلى 0.8 ميجا باسكال للحصول على تأثير التخشين؛
بعد السفع الرملي، يلزم معالجة المحلول (عزل 1080 درجة لمدة ساعة واحدة) لإصلاح أي ضرر يحدث تحت السطح.
3, المشكلة التي يطرحها هيكل الأجزاء لعملية السفع الرملي
1. الهياكل-رقيقة الجدران وخفيفة الوزن
الحالة: بعد السفع الرملي، تغير شكل دعامة طيران معينة (بسمك جدار يبلغ 0.3 مم) بنسبة 15%، مما تسبب في فشل عملية التجميع.
الحل: استخدم السفع الرملي ذو الضغط المنخفض (0.2–0.3 ميجا باسكال) وتركيبات الدوران لتوزيع قوة التأثير بشكل موحد.
لتجنب الأضرار الميكانيكية، يمكنك استخدام التلميع الكيميائي (مع حمض النيتريك وحمض الهيدروفلوريك) أو التلميع الكهربائي بدلاً من ذلك.
2. هيكل معقد ومسامي
الحالة: بعد السفع الرملي، يصل معدل انسداد المسحوق المتبقي لفوهة وقود معينة (بقطر قناة داخلي يبلغ 1.5 ملم) إلى 30%.
الحل: للتخلص من مساحيق الجسيمات الكبيرة، يتم إجراء فحص الاهتزاز؛
للتأكد من أن الجزء الداخلي من التجويف نظيف وفقًا للمعيار ISO 16232-10 الفئة 5، نستخدم مزيجًا من السفع الرملي والتنظيف بالموجات فوق الصوتية (تردد 40 كيلو هرتز، 10 دقائق).
3. السطح بوظيفة دقيقة
على سبيل المثال، بعد السفع الرملي، نعومة القالب البصري مع خشونة السطح Ra<0.2 μ m was lowered to Ra 1.6 μ m, which does not match the standards for injection molding.
الحل: استخدم التلميع الريولوجي المغناطيسي (MRF) أو التلميع السائل للحصول على دقة تقل عن - ميكرون؛
المعالجة المجزأة: يتم استخدام السفع الرملي فقط لتخشين الأجزاء التي لا تعمل، في حين يتم استخدام التلميع اليدوي فقط لتنعيم المناطق التي تعمل فقط.
4، مستقبل تكنولوجيا السفع الرملي
1. التحكم الذكي
التطوير: نظام يجمع بين رؤية الماكينة وردود الفعل على القوة، بالإضافة إلى القدرة على تغيير ضغط الرش وزاويته في الوقت الفعلي لتجنب الرش الزائد أو الرش المنخفض.
لقد وصلت ماكينة السفع الرملي IEPCO في ألمانيا إلى نظام التحكم في الحلقة المغلقة-، والذي يمكن أن يحافظ على معدل تشوه الأجزاء ذات الجدران الرقيقة-أقل من 0.1%.
2. الترقية الخضراء: استخدام المواد الكاشطة القابلة لإعادة التدوير (مثل الخرز الخزفي) والسفع الرملي بالثلج الجاف لتقليل تلوث الغبار وتكلفة التخلص من الحطام.
البيانات: بالمقارنة مع الطرق التقليدية، يستخدم السفع الرملي للثلج الجاف طاقة أقل بنسبة 40% ولا يترك أي بقايا كيميائية، وهو ما يتماشى مع قواعد REACH.
3. تكامل العمليات المركبة
التطوير: استخدام السفع الرملي والتنظيف بالليزر ورش البلازما وغيرها من التقنيات معًا لتوفير معالجة واحدة لـ "تنظيف الطلاء الخشن".
الحالة: يتم استخدام إجراء "السفع الرملي + الكسوة بالليزر" على شفرة محرك طيران معينة. وهذا يقلل وقت المعالجة من 72 ساعة إلى 24 ساعة.