표면 처리가 내식성에 영향을 미치나요?

구매 또는 지정을 하신 경우금속을 이용한 3D 프린팅오랫동안 부품을 사용해 본 경험이 있을 것입니다. 부품이 기계에서 나올 때 완벽해 보이고 첫 번째 검사에서 승인을 받은 다음 -주 또는 몇 달 후에 - 현장에서 녹 반점, 구멍 또는 예상치 못한 품질 저하가 나타나기 시작합니다.

저는 부품이 염분-스프레이 테스트에 실패하거나 실제-노출되는 것을 지켜보기 위해 SLM 3D 프린팅 금속에 많은 돈을 지출한 좌절한 많은 엔지니어와 조달 관리자와 함께 테이블에 앉았습니다. 내가 듣는 가장 일반적인 오해는 무엇입니까? "스테인리스강이므로 - 녹슬지 않습니다."

수백 개의 이러한 프로젝트를 본 누군가가 전하는 진실은 다음과 같습니다. 표면 처리는 종종 몇 년 동안 지속되는 부품과 몇 달 내에 실패하는 부품의 차이를 결정합니다. ~ 안에SLM 3D 프린팅 금속,-인쇄된 표면이 가장 큰 취약점입니다. 오늘 저는 왜 이런 일이 발생하는지, 그리고 이에 대해 무엇을 할 수 있는지에 대해 설명하겠습니다.

SLM 3D 프린팅 금속의 독특한 표면 지형

재료를 깨끗하게 절단하는 CNC 가공과 달리 SLM은 분말을 사용하여 부품을 층층이 쌓습니다. 각 층은 레이저에 의해 녹고 그 결과 부분적으로 녹은 분말 입자, 층 선 및 미세한 계곡으로 가득 찬 표면이 생성됩니다. - 전형적인 "계단 효과"입니다.

일반적인-인쇄된 Ra 값 범위는 8~25μm이며 때로는 아래쪽을 향한 표면에서 더 높을 수도 있습니다-. 그것은 단지 "거친" 것이 아닙니다. - 습기, 염화물 및 오염 물질에 대한 자석처럼 작용하는 작은 틈새와 느슨한 입자의 풍경입니다. 이러한 기능은 이론적으로 내부식성-저항성 합금을 예상보다 빨리 부식되는 부품으로 바꿔줍니다.

특히 부분적으로 녹은 분말 입자가 문제가 됩니다. 갈바니 전지를 생성하고 전해질을 가두어 국부적인 부식을 가속화합니다. 이것이 바로 적절한 표면 마감을 건너뛰는 많은 고객이 프리미엄 파우더를 사용하더라도 조기 실패로 끝나는 이유입니다.

표면 거칠기가 부식을 유발하는 방법

SLM 부품의 부식은 일반적으로 두 가지 주요 형태로 나타납니다.

틈새 부식: 작은 틈과 골짜기에 정체된 액체가 갇히게 됩니다. 틈새 내부의 산소 수준이 낮아지고 주변 지역은 산소가 공급되어 금속을 부식시키는 부식성 배터리가 생성됩니다.

피팅 부식: 하나의 깊은 계곡이나 매립된 입자가 시작 지점이 됩니다. 수동 산화물 층이 파괴되면 피트가 빠르게 성장하여 부품의 나머지 부분이 눈에 띄는 손상을 보이기 훨씬 전에 구조적 결함이 발생하는 경우가 많습니다.

표면이 매끄러울수록 부동태 산화물층(스테인리스강의 Cr2O₃, 티타늄의 TiO2)이 더욱 균일하고 안정적입니다. 거친 표면은 이 층을 방해하고 수많은 공격 시작점을 제공합니다.

정량적 데이터(실제-테스트 평균):

피팅 가능성이 높을수록=저항이 훨씬 좋습니다. 데이터는 거짓말을 하지 않습니다. - 표면 마감 처리는 부식 성능을 몇 배나 향상시킬 수 있습니다.

모든 합금이 동일하게 반응하는 것은 아닙니다

316L 스테인레스 스틸 부식성 환경에서 도매 금속 3D 프린팅 서비스를 위한 가장 일반적인 선택입니다. 크롬-이 풍부한 패시브 레이어에 크게 의존합니다. 인쇄된 상태의 316L은-빠른 용융 및 냉각으로 인해 미세-분리 및 표면 산화물이 발생할 수 있으므로 특히 취약합니다. 적절한 전해연마는 표면을 매끄럽게 할 뿐만 아니라 표면의 크롬 함량을 크게 높여 성능을 극적으로 향상시킵니다.

티타늄(Ti{3}}6Al-4V) 안정적인 TiO2층으로 인해 자연적으로 내식성이 우수합니다. 그러나 인쇄된 티타늄에는 여전히 알파 케이스와 제거해야 하는 느슨하게 부착된 입자가 있습니다. 해양 또는 화학 응용 분야에서는 티타늄도 표적 표면 처리의 이점을 얻습니다.

니켈{0}}계 초합금(IN718, IN625) 고온-및 부식성이 높은 환경에 사용됩니다. 스테인리스보다 더 관대하지만 여전히 표면 산화물과 원소 분리로 인해 어려움을 겪고 있습니다. 열처리 + 마무리는 -장기적인 내구성을 위해 협상할 수 없습니다-.

훌륭한 맞춤형 SLM 3D 프린팅 서비스 제공업체는 이러한 차이점을 이해하고 이에 따라 프린팅 매개변수와 후처리를 모두 조정합니다.-

부식 방지를 위한 필수 표면 처리

실제로 실제로 작동하는 방법은 다음과 같습니다.

기계적 연마 및 샌드블라스팅 느슨한 분말을 제거하고 총 거칠기를 줄이는 데 좋은 첫 번째 단계입니다. 열악한 환경에서는 단독으로는 충분하지 않습니다.

복잡한 SLM 부품에 대한 최적의 표준입니다. 피크를 제거하고, 디버링하고, 패시브 레이어를 동시에 향상시킵니다. 다른 방법으로는 도달할 수 없는 내부 채널에 적합합니다.

화학적 패시베이션 평활화 후 보호 산화막을 더욱 강화합니다.

열처리 부식 도구로서 종종 간과되지만 응력 완화 어닐링은 잔류 응력으로 인해 발생하는 미세{0}}갈바니 셀을 감소시킵니다.

최고의 산업용 금속 3D 프린팅 공장은 이러한 단계를 추가 기능으로 처리하지 않고 검증된 프로세스 흐름에 통합합니다.-

실제-세계 시나리오

해양 산업 해양 센서 하우징 및 밸브가 316L로 인쇄되었습니다. -인쇄된 부품은 100시간 이내에 염분 분사 테스트-에 실패했습니다. 전해연마 + 패시베이션 후 동일한 디자인이 피팅을 최소화하면서 1,000시간을 초과했습니다.

의료용 임플란트 골유착을 위해 뼈{0}}접촉 영역에 거친 표면을 의도적으로 사용하지만 다른 모든 표면은 매끄러워야 합니다. 여기서 마무리 작업이 불량하면 이온 방출과 염증이 발생합니다.

화학 처리 산-처리 매니폴드. 매끄러운 내부 표면은 필수적입니다. - 작은 구멍이라도 누출과 치명적인 고장을 초래할 수 있습니다.

비용 비교: 후처리-와 부품 교체

마무리 작업을 하면 부품 가격이 20~40% 추가될 수 있지만, 테스트 실패, 현장 교체, 가동 중지 시간 및 잠재적인 책임을 고려할 때 이를 생략하면 비용이 5~10배 더 많은 경우가 많습니다. 해양 부문의 한 고객은 적절한 표면 프로토콜을 구현한 후 연간 교체율을 65% 줄였습니다.

자주 묻는 질문

연마하지 않고 바닷물에서 3D 프린팅된 금속 부품을 사용할 수 있나요?

일반적으로 아니요. 티타늄도 장기간 해양 노출 시 적절한 마감 처리를 통해 이점을 얻을 수 있습니다.-

샌드블라스팅은 내식성을 향상시키나요, 아니면 손상시키나요?

이는 느슨한 입자를 제거하여 사전{0}}단계로 도움이 되지만 일반적으로 그것만으로는 충분하지 않습니다. 그 다음에는 연마 또는 패시베이션을 수행해야 합니다.

내부식성-316L 부품의 이상적인 Ra 값은 무엇입니까?

Ra 0.2–0.4 μm(가장 공격적인 환경에 적합) 0.8μm 미만은 우수한 성능을 위한 일반적인 최소값입니다.

티타늄으로 제작된 3D 프린팅 부품에 "녹 반점"이 나타나는 이유는 무엇입니까?

일반적으로 표면 오염, 내장된 파우더 또는 알파 케이스로 인해 발생합니다. 적절한 청소와 에칭으로 이 문제가 해결됩니다.

SLM 3D 프린팅의 표면 처리 금속은 장식용 추가 요소가 아닙니다. - 금속은 실제 내구성을 결정하는 가장 중요한 요소 중 하나입니다.- 수년간 안정적으로 작동하는 부품과 조기에 고장이 나는 부품의 차이는 종종 표면이 얼마나 잘 준비되었는지에 따라 결정됩니다.

도매 금속 3D 프린팅 서비스를 소싱하거나 산업용 금속 3D 프린팅 공장과 협력하는 경우 첫날부터 표면 마감 처리를 대화의 일부로 삼으세요. 프로세스 흐름, 검증 데이터, 특정 환경에 대한 경험에 대해 문의하세요.

적합한 금속 3D 프린팅 제조업체는 단순히 부품을 프린팅하는 것이 아니라 - 사용자가 가하는 조건에서도 실제로 살아남는 부품을 제공합니다.

현재 공급업체를 평가하거나 다음 프로젝트를 위해 표면 처리를 최적화하는 데 도움이 필요하십니까? 언제든지 문의해 주세요. 수백 건의 이러한 사례를 본 후에는 일반적으로 숨겨진 위험을 매우 빠르게 발견할 수 있으며 - 더 중요한 것은 비용이 많이 드는 문제가 되기 전에 이를 해결하는 방법을 보여줍니다.