เฮ้! ในฐานะซัพพลายเออร์ของ SLS 3D Printing Metal ฉันได้รับคำถามมากมายเมื่อเร็วๆ นี้เกี่ยวกับความต้านทานแรงกระแทกของชิ้นส่วนโลหะที่พิมพ์ด้วย SLS 3D ดังนั้น ฉันคิดว่าฉันจะใช้เวลาสักครู่เพื่อเจาะลึกหัวข้อนี้และแบ่งปันข้อมูลเชิงลึกบางอย่าง
ก่อนอื่น เรามาดูกันว่าโลหะการพิมพ์ SLS 3D คืออะไร SLS ย่อมาจาก Selective Laser Sintering เป็นกระบวนการที่ใช้เลเซอร์กำลังสูงเพื่อคัดเลือกอนุภาคโลหะที่เป็นผงเข้าด้วยกันทีละชั้นเพื่อสร้างวัตถุสามมิติ คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ได้จากเราโลหะการพิมพ์ 3 มิติ SLSหน้าหนังสือ.
ปัจจุบัน ความต้านทานแรงกระแทกถือเป็นคุณสมบัติที่สำคัญเมื่อพูดถึงชิ้นส่วนโลหะ มันหมายถึงความสามารถของวัสดุในการทนต่อโหลดฉับพลันหรือไดนามิกโดยไม่แตกหักหรือล้มเหลว ในการใช้งานจริง ชิ้นส่วนมักจะต้องรับมือกับแรงกระแทก ไม่ว่าจะเป็นชิ้นส่วนกลไกในยานพาหนะที่เกิดการกระแทก หรือส่วนประกอบในเครื่องจักรการผลิตที่เผชิญกับแรงกะทันหัน
ปัจจัยหนึ่งที่มีอิทธิพลต่อความต้านทานแรงกระแทกของชิ้นส่วนโลหะที่พิมพ์ด้วย SLS 3D ก็คือตัววัสดุเอง โลหะต่างชนิดกันมีคุณสมบัติต้านทานแรงกระแทกที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น อินโคเนลเป็นซูเปอร์อัลลอยที่ขึ้นชื่อในด้านความทนทานต่ออุณหภูมิสูงและคุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยม ของเราชิ้นส่วนที่พิมพ์ด้วย Inconel 3Dผลิตโดยใช้เทคโนโลยี SLS และโดยทั่วไปแล้ว Inconel มีความต้านทานแรงกระแทกที่ดี สามารถรับมือกับสถานการณ์ความเครียดสูงได้ ทำให้เหมาะสำหรับการบินและอวกาศและการใช้งานด้านวิศวกรรมสมรรถนะสูง
ในทางกลับกัน อลูมิเนียมอัลลอยด์ก็มักใช้ในการพิมพ์ SLS 3D เช่นกัน อะลูมิเนียมมีน้ำหนักเบา ซึ่งเหมาะสำหรับการใช้งานที่คำนึงถึงน้ำหนัก เช่น ในอุตสาหกรรมยานยนต์และอวกาศ ของเราการพิมพ์ 3D อลูมิเนียมอัลลอยด์ SLMกระบวนการสามารถผลิตชิ้นส่วนที่มีแรงกระแทกได้ดี อย่างไรก็ตาม เมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงหรือซูเปอร์อัลลอยบางประเภท ความต้านทานแรงกระแทกของอลูมิเนียมอัลลอยด์อาจต่ำกว่า แต่อย่าเข้าใจฉันผิด ด้วยการออกแบบที่เหมาะสมและขั้นตอนหลังการประมวลผล ชิ้นส่วนโลหะผสมอะลูมิเนียมยังคงสามารถตอบสนองความต้องการของการใช้งานต่างๆ ได้
พารามิเตอร์การพิมพ์ในการพิมพ์ SLS 3D ยังมีบทบาทอย่างมากในการกำหนดความต้านทานแรงกระแทก กำลังเลเซอร์ ความเร็วในการสแกน และความหนาของชั้น ล้วนเป็นตัวแปรที่สำคัญ หากกำลังเลเซอร์ต่ำเกินไป อนุภาคโลหะอาจหลอมรวมได้ไม่เต็มที่ ทำให้เกิดโครงสร้างที่มีรูพรุน รูพรุนเหล่านี้สามารถทำหน้าที่เป็นตัวรวมความเครียด ซึ่งช่วยลดแรงกระแทกของชิ้นส่วนได้ ในทางตรงกันข้าม หากกำลังเลเซอร์สูงเกินไป ก็อาจทำให้เกิดการหลอมละลายและการบิดเบี้ยวมากเกินไป ซึ่งอาจส่งผลเสียต่อคุณสมบัติทางกล รวมถึงแรงกระแทกด้วย
ความเร็วในการสแกนจะส่งผลต่อความเร็วของการเคลื่อนที่ของเลเซอร์บนผงเบด ความเร็วในการสแกนที่เร็วมากอาจไม่เพียงพอสำหรับอนุภาคโลหะที่จะละลายและยึดเกาะได้เต็มที่ ในขณะที่ความเร็วการสแกนที่ช้ามากอาจทำให้ได้รับความร้อนมากเกินไปและอาจเกิดการบิดเบี้ยวได้ และความหนาของชั้นก็มีความสำคัญเช่นกัน ชั้นที่หนาขึ้นอาจส่งผลให้โครงสร้างหยาบขึ้น ซึ่งอาจส่งผลต่อความสามารถของชิ้นส่วนในการต้านทานแรงกระแทก
กระบวนการหลังการประมวลผลเป็นอีกประเด็นสำคัญ หลังจากการพิมพ์ SLS 3D ชิ้นส่วนต่างๆ จะได้รับการบำบัดความร้อน การอบชุบด้วยความร้อนสามารถบรรเทาความเครียดภายในที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการพิมพ์ และปรับปรุงโครงสร้างจุลภาคของวัสดุได้ ตัวอย่างเช่น การหลอมสามารถทำให้โลหะมีความเหนียวมากขึ้น ซึ่งจะช่วยเพิ่มความต้านทานแรงกระแทกได้ การตกแต่งพื้นผิวก็มีความสำคัญเช่นกัน การตกแต่งพื้นผิวที่เรียบสามารถลดโอกาสที่พื้นผิวจะแตกร้าวซึ่งอาจทำให้เกิดความเสียหายได้ภายใต้แรงกระแทก
ในบางกรณี การวางแนวของชิ้นส่วนระหว่างการพิมพ์อาจส่งผลต่อความแข็งแรงในการรับแรงกระแทก เมื่อชิ้นส่วนถูกพิมพ์ในทิศทางที่กำหนด ชั้นต่างๆ จะซ้อนกันในลักษณะเฉพาะ หากโหลดกระแทกถูกวางในแนวตั้งฉากกับส่วนต่อประสานของเลเยอร์ ชิ้นส่วนนั้นอาจมีแนวโน้มที่จะเกิดการหลุดล่อนและล้มเหลวมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเมื่อโหลดถูกวางขนานกับเลเยอร์ ดังนั้นการพิจารณาการวางแนวของชิ้นส่วนอย่างรอบคอบในระหว่างกระบวนการออกแบบและการพิมพ์จึงมีความจำเป็นเพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งในการรับแรงกระแทก
ตอนนี้ เรามาพูดถึงการทดสอบในโลกแห่งความเป็นจริงกัน เพื่อวัดความต้านทานแรงกระแทกของชิ้นส่วนโลหะที่พิมพ์ด้วย SLS 3D ได้อย่างแม่นยำ เรามักจะใช้การทดสอบที่ได้มาตรฐาน เช่น การทดสอบแรงกระแทกแบบชาร์ปีหรือการทดสอบแรงกระแทกแบบ Izod ในการทดสอบแบบชาร์ปี ชิ้นงานที่มีรอยบากจะถูกกระแทกด้วยลูกตุ้ม และวัดพลังงานที่ดูดซับระหว่างการแตกหัก สิ่งนี้ทำให้เราทราบได้ว่าวัสดุนั้นทนทานแค่ไหนเมื่อถูกกระแทก
เราได้ทำการทดสอบภายในบริษัทหลายครั้งกับชิ้นส่วนโลหะที่พิมพ์ด้วย SLS 3D ของเรา ผลลัพธ์ที่ได้แสดงให้เห็นว่าด้วยการผสมผสานที่ลงตัวระหว่างการเลือกวัสดุ พารามิเตอร์การพิมพ์ และขั้นตอนหลังการประมวลผล เราสามารถผลิตชิ้นส่วนที่มีความต้านทานแรงกระแทกที่เทียบเท่าหรือดีกว่าชิ้นส่วนที่ผลิตแบบดั้งเดิมได้ในบางกรณี
โดยสรุป ความต้านทานแรงกระแทกของชิ้นส่วนโลหะที่พิมพ์ด้วย SLS 3D ได้รับอิทธิพลจากปัจจัยหลายประการ รวมถึงวัสดุ พารามิเตอร์การพิมพ์ หลังการประมวลผล และการวางแนวของชิ้นส่วน ในฐานะซัพพลายเออร์ เรากำลังดำเนินการปรับปรุงปัจจัยเหล่านี้อย่างต่อเนื่องเพื่อมอบชิ้นส่วนคุณภาพสูงที่ตรงกับความต้องการเฉพาะของลูกค้า
หากคุณอยู่ในตลาดชิ้นส่วนโลหะที่พิมพ์ด้วย SLS 3D และกังวลเกี่ยวกับแรงกระแทกหรือคุณสมบัติทางกลอื่นๆ เรายินดีเป็นอย่างยิ่งที่จะพูดคุยกับคุณ ไม่ว่าคุณจะต้องการชิ้นส่วนสำหรับการบินและอวกาศ ยานยนต์ หรืออุตสาหกรรมอื่นๆ เราสามารถทำงานร่วมกับคุณเพื่อค้นหาโซลูชันที่ดีที่สุดได้ ติดต่อเราเพื่อเริ่มกระบวนการจัดซื้อและการเจรจาต่อรอง เราพร้อมช่วยให้คุณได้รับชิ้นส่วนที่ต้องการด้วยประสิทธิภาพตามที่คุณคาดหวัง
อ้างอิง
- "เทคโนโลยีการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ: การพิมพ์ 3 มิติ การสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว และการผลิตแบบดิจิทัลโดยตรง" โดย Ian Gibson, David W. Rosen และ Brent Stucker
- "วัสดุศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์: บทนำ" โดย William D. Callister, Jr. และ David G. Rethwisch
