후처리가 완료되지 않으면 금속 3D 프린팅 부품에 어떤 문제가 발생합니까?-

1. 표면 결함: "거칠기"에서 "기능적 결함"까지의 연쇄 반응.
금속 3D 프린팅 물체는 일반적으로 처음에는 표면 품질이 좋지 않으며 레이어링, 버, 다공성 등의 큰 문제가 있습니다. 예를 들어, SLM(Selective Laser Melting) 공정은 레이어를 서로 쌓아 부품을 만듭니다. 이는 품목 표면에 큰 "단차 효과"를 생성하여 표준 가공보다 거칠게 만듭니다. 표준 가공의 거칠기(Ra 값)는 10-20미크론이며 이는 기존 가공의 0.8-3.2미크론보다 훨씬 높습니다. 이 거친 표면은 사물의 모습을 변화시킬 뿐만 아니라 여러 가지 기능적 문제도 야기합니다.

응력 집중 및 파괴 시작: 표면 결함으로 인해 응력 집중 위치가 생성될 수 있으며, 이로 인해 재료가 로드되거나 가열될 때 균열 확산 속도가 빨라집니다. 예를 들어, 샌드블래스팅 이전에 해당 항공 엔진 터빈 블레이드의 피로 수명은 원래 수명의 30%에 불과합니다. 샌드블래스팅 후 피로수명은 90% 이상으로 올라갑니다.
부식에 대한 저항력 감소: 표면이 거칠기 때문에 부식성 물질이 통과하기가 더 쉽습니다. 예를 들어, 연마되지 않은 316L 스테인리스강 부품은 염수 분무 테스트 후 24시간 이내에 부식 징후를 보였습니다. 그러나 전해연마 후 부품은 500시간 이상 부식을 견딜 수 있었다.
더 높은 마찰 계수: 두 표면이 접촉하여 서로 미끄러질 때 표면 거칠기는 마찰이 얼마나 잘 작동하는지에 직접적인 영향을 미칩니다. 어떤 자동차의 기어박스 샤프트 부품을 초정밀 가공하지 않으면 마찰계수가 0.15까지 올라 에너지 사용량이 12% 증가했다. 초정밀 가공 후 마찰계수는 0.03으로 감소했고, 에너지 사용량도 설계값까지 낮아졌습니다.
2, 2, 내부 결함: '숨겨진 킬러'에서 '파국적 실패'까지, 숨겨진 위기
금속 3D 프린팅 공정 중 열 응력과 분말과 금속 간의 융착 부족으로 인해 내부 다공성 및 균열과 같은 문제가 발생할 수 있습니다. 후처리 중에 이러한 결함을 수정하지 않으면-부품을 매우 불안정하게 만들 수 있습니다.

너무 많은 다공성: 연구에 따르면 열간 등압 프레스(HIP)를 거치지 않은 Ti-6Al-4V 부품의 다공성은 0.5%~1%에 이를 수 있습니다. HIP 처리 후 기공률을 0.01% 미만으로 줄일 수 있습니다. 다공성이 높으면 부품의 밀도가 낮아져 동적 하중을 받을 때 파손될 가능성이 높아집니다.
잔류 응력은 통제 불능입니다. 프린팅 중에 파트가 빠르게 가열되고 냉각되면 잔류 응력이 쌓일 수 있습니다. 금형을 제작하는 한 상황에서는 사용하기 전에 응력이 완화되지 않은 부품이-뒤틀리고 모양이 바뀌어 금형을 폐기해야 했습니다. 어닐링 후 부품의 치수 안정성이 90% 향상되었습니다.
균일하지 않은 조직: 파우더 베드 용융 공정으로 인해 부품의 여러 부분에서 입자 크기가 많이 달라질 수 있습니다. 비행기 구조의 특정 부분을 용액으로 처리하지 않으면 국부 입자 크기가 100 마이크론에 도달했습니다. 그러나 용체화 처리 후에는 입자 크기가 20~30 마이크론으로 균일해지고 내피로성이 3배 향상되었습니다.
3. 성능 저하 : '설계 준수'와 '실제 고장'의 성능 차이
부품의 기하학적 치수가 설계 기준을 충족하더라도 후처리가 수행되지 않으면 기계적 성능이 예상보다 훨씬 낮을 수 있습니다.-

한 연구에서는 처리되지 않고 열처리된{0}}316L 스테인리스강 부품을 조사했습니다. 미처리 부품의 인장강도는 설계값과 동일하나 신율은 설계값의 60%에 불과한 것으로 나타났다. 열처리 후 연신율은 설계치로 돌아왔다.
경도가 고르게 퍼지지 않습니다. 직접 에너지 증착(DED) 기술로 만든 부품에는 일반적으로 경도 구배가 있습니다. 특정 금형 인서트의 표면 경도는 질화 처리 전 35HRC에 불과했지만, 처리 후 58HRC로 올라가 내마모성이 5배 향상되었습니다.
열적 안정성이 충분하지 않음: 노화되지 않은 고온 합금 부품은 650도에서 100시간 동안 작업한 후 경도가 20% 감소했습니다. 그러나 시효처리 이후 경도유지율은 95% 이상으로 상승하였다.
4. 경제적 비용: '부분 재작업'부터 '완전 폐쇄'까지 통제할 수 없는 비용입니다.
후처리를 수행하지 않으면{0}}부품 성능이 저하될 뿐만 아니라 경제에도 연쇄 반응을 일으킵니다.

재작업 비용이 많이 올랐네요. 한 자동차 부품 제조업체는 후가공을 전혀 하지 않아 부품 전체를 버렸고,{1}}재작업 비용이 전체 주문 금액의 35%를 차지했습니다. 하지만 인쇄 후 바로 비파괴 검사 및 수리를-하면 비용을 5% 이내로 유지할 수 있습니다.
생산 주기 길어짐: 특정 항공 구조 부품이 필요한 응력 감소 처리를 받지 못해 조립 중에 구부러졌습니다. 이로 인해 전체 제조 라인이 2주 동안 중단되어 회사에 200만 달러의 손실이 발생했습니다.
브랜드의 평판이 손상되었습니다. 한 의료용 임플란트 제조업체가 제품 표면을 연마하지 못해 리콜 건수가 15% 증가하고 고객이 25% 손실되었으며 브랜드 가치가 헤아릴 수 없을 만큼 손실되었습니다.