金屬3D打印的很多零部件,在航空航天、醫(yī)療、汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍。具有重量輕、結(jié)構(gòu)更優(yōu)等優(yōu)點(diǎn),不過也存在著最小壁厚不能太薄、表面粗糙、有公差等不足。往往需要通過后處理來解決這些問題。
在多種后處理方法中,脈沖電化學(xué)加工 (PECM)逐漸脫穎而出,被認(rèn)為是一種很有前途的后處理技術(shù),可以對3D打印的金屬零件進(jìn)行批量后處理。
PECM的工作原理
PECM利用電化學(xué)而不是熱量或摩擦來溶解工件金屬。它通過工具(陰極)和工件(陽極)之間的小間隙內(nèi)的電解液工作。 脈沖電流以與其靠近陰極的距離成正比的速率去除工件材料。該陰極最終用作工件上所需形狀的反面。
電解液有兩個重要目的。首先,它作為電化學(xué)反應(yīng)的導(dǎo)體,主動溶解工件。其次,電解液會沖走廢物并消除任何可能影響電解液局部導(dǎo)電性的余熱。PECM工藝使零件具有光滑、無毛刺的表面。
PECM 是一個非接觸過程。這意味著沒有刀具磨損,并且PECM刀具具有理論上無限的使用壽命,因此它可以加工數(shù)千個零件而不會影響加工過程的完整性。 PECM工藝也不會將應(yīng)力引入工件,也不會產(chǎn)生重鑄層、微裂紋或其他表面變化。
PECM的二次加工工藝
大多數(shù)金屬3D打印機(jī)可以實(shí)現(xiàn)約 0.3 - 0.5 毫米的最小壁厚,這對大多數(shù)應(yīng)用不構(gòu)成問題。然而,對于需要高精度和嚴(yán)格公差的關(guān)鍵部件,就需要PECM的介入了,可以將最小壁厚可以減少到50 μm以下,并提升表面精細(xì)度。比如,3D打印的鎳超合金渦輪葉片,經(jīng)過PECM的二次加工后,可以使葉片更薄,表面更光滑,從而提升性能。
不過使用PECM時,必須有一定量的零部件,如果零件數(shù)量太少,使用PECM進(jìn)行二次加工時的經(jīng)濟(jì)效益就相對比較差了。
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