서포트 과정에서 부품 표면의 손상을 방지하는 방법은 무엇입니까?

一, 프로세스의 가능한 손상 메커니즘을 백업하기 위해
1. 기계적 장력으로 인한 손상
찌그러짐 및 긁힘: 일반적인 연삭 휠 또는 와이어 브러시가 지지대를 떼어낼 때 단단한 입자로 인해 부품 표면, 특히 티타늄 합금 및 코발트 크롬 합금과 같은 민감한 재료의 표면에 긁힌 자국이 남을 수 있습니다.

변형 및 균열: 밀링 또는 회전 시 지지대가 부품과 만나는 지점에 응력이 쌓일 수 있습니다. 이는 얇은 벽이나 캔틸레버 빔이 있는 영역과 같이 국부적인 변형과 심지어 미세 균열을 일으킬 수 있습니다.
2. 열-영향부(HAZ)의 문제
레이저로 절단: 지지대를 절단할 때 고에너지-레이저 빔으로 인해 특정 영역에서 부품이 너무 뜨거워질 수 있습니다. 이는 표면 산화, 경도 변화 또는 결정립 조대화(예: Inconel 718 고온-온도 합금의 경우)로 이어질 수 있습니다.
방전 가공(EDM): 방전은 표면층을 다시 녹이고 잔류 장력을 높일 수 있는 매우 높은 온도(최대 8000~12000도)를 생성합니다.
3. 화학적 오염 가능성
부식성 물질: 화학적 에칭을 사용하여 지지체를 제거할 때 용액의 농도를 적절하게 제어하지 않으면 부품 표면이 균일하게 부식되거나 구멍이 생길 수 있습니다(알루미늄 합금이 산성 용액과 반응하는 경우).
교차 오염: 재활용을 위해 지지 재료(예: 스테인레스 스틸)를 구성 재료(예: 티타늄 합금)와 혼합할 때 불순물이 혼합물에 들어가 재료의 특성을 변경할 수 있습니다.
2, 프로세스 최적화: 설계부터 처리까지 프로세스를 완벽하게 제어합니다.
1. 지지구조물의 설계 개선
접촉 면적을 작게 만드십시오. 지지대를 떼어낼 때 기계적 힘을 줄이려면 표면 지지대 대신 점 지지대나 라인 지지대를 사용하십시오. 예를 들어, 비구 컵과 같은 의료용 임플란트의 지지대 디자인은 접촉 직경을 0.5mm보다 작게 만들 수 있습니다.
깨지기 쉬운 디자인 : 지지대와 부품 사이의 연결 부위에 V- 모양의 홈이나 사전에 뚫린 구멍과 같은 약한 부분을 만들어서 나중에 손으로 쉽게 부러뜨리거나 낮은 압력으로 절단할 수 있도록 합니다.
수용성 지지체 재료: 복잡한 내부 구조의 경우 폴리비닐알코올(PVA)과 같은 수용성 또는 핫멜트- 지지체 재료가 활용됩니다. 이러한 물질은 기계적 접촉을 피하기 위해 용해하거나 가열하여 제거됩니다.
2. 가공 매개변수의 정밀한 제어
낮은 응력으로 절단:
절단 와이어(WEDM): 펄스 폭이 10μs 미만이고 피크 전류가 5A 미만인 매개변수를 사용하여 열 입력을 낮게 유지하고 표면이 다시 녹는 것을 방지합니다.
워터젯 절단: 냉기를 절단하고 열 영향을 방지하기 위해 압력은 200~400MPa 사이로 유지됩니다. 이는 순수한 물이나 가넷과 같은 연마제가 첨가된 워터젯을 사용하여 수행됩니다.
레이어드 밀링: 두꺼운 지지 시스템의 경우 절삭 깊이가 짧은 레이어드 밀링 기술(<0.2mm) and a high feed rate (>500mm/min)을 사용하여 절삭력을 분산시켜 변형 위험을 낮췄습니다.
3. 여러 프로세스를 함께 적용
레이저 기계 복합 지지대: 먼저 저전력 레이저(100W 미만)를 사용하여{0} 부품과 지지대 사이의 연결을 녹입니다. 그런 다음 수공구를 사용하여 파손하여 기계적 응력을 낮추십시오. 예를 들어 GE Additive의 Concept Laser M2 기계는 이 기술을 사용하여 티타늄 합금 부품을 작업합니다.
화학적 기계적 시너지 처리: 알루미늄 합금으로 제작된 부품의 경우 먼저 알칼리성 용액(예: NaOH)을 사용하여 지지체 일부를 용해시킵니다. 그런 다음 긁힘을 방지하기 위해 부드러운 광택 천(나일론 등)으로 나머지 구조를 닦습니다.
3, 도구 및 재료 선택: 표면 보호를 위한 장벽
1. 손대지 않는 도구
초음파 지원: 고주파 진동(20~40kHz)을 사용하여 지지 구조를 분해하며, 이는 마이크로채널 시스템과 같은 정밀 부품에 적합합니다. 예를 들어 Sonic Mill의 초음파 지지 시스템은 직경이 1mm 미만인 지지대를 고정할 수 있습니다.
플라즈마 에칭은 Ar/O2 혼합 가스와 같은 저온 플라즈마를 사용하여 지지 물질이 서로 닿지 않도록 선택적으로 제거하는 공정입니다.- 이 접근법은 표면 거칠기가 Ra인 지지대가 없는 코발트 크롬 합금 지지대에 적용되었습니다.<0.8 μm.
2. 부드럽거나 휘어질 수 있는 도구
실리콘 연마 헤드: A 쇼어 천천히 회전하는(500rpm 미만) 경도 30-50의 실리콘 연마 헤드를 사용하여 곡선 부분을 청소하고 스크래치를 덜 눈에 띄게 만들 수 있습니다.
자기 연마 솔루션: 강자성 입자(예: 탄화규소)를 오일- 또는 수성- 기반 캐리어에 넣고 자기장을 사용하여 입자를 이동시켜 사각지대를 연마합니다. 예를 들어, Magnalux의 자기 연마 솔루션은 지지대 없이 항공기 엔진 블레이드를 처리하는 데 활용되었습니다.
3. 저온 가공 기술
액체질소 냉각 밀링: 밀링 작업 중에 지지체에 액체질소(-196도)를 분사하여 부서지기 쉽게 만들고 절단력을 낮추며 조각이 너무 뜨거워지지 않도록 합니다. 이 방법은 표면 경도 변화가 5% 미만인 비지지 니켈{3}} 기반 고온 합금 부품에 사용되었습니다.
드라이아이스 분사를 이용한 세척: 드라이아이스 입자(-78도)를 분사하기 위해 고압 공기 흐름(0.5~0.7MPa)이 사용됩니다. 이로 인해 지지 구조가 부서지기 쉽고 떨어지게 되어 복잡한 내부 통로에 좋습니다.
4, 가공 후 보호: 수리 및 강화에 대한 두 가지 보장
1. 표면 고정 기술
레이저 클래딩 : 지지대 제거 후 발생하는 미세한 긁힘이나 패임을 수정하는 데 동일한 재료가 사용됩니다. 클래딩층의 두께는 10~50μm까지 선택할 수 있으며, 기판과의 결합강도는 400MPa 이상입니다.
전기화학적 연마: 전해질(예: 인산과 황산의 혼합물)을 사용하여 물체 표면에 튀어나온 조각을 선택적으로 용해하여 매끄러운 마감을 얻습니다. 예를 들어, 전기화학적 연마는 티타늄 합금 부품의 표면 거칠기 Ra를 3.2μm에서 0.2μm로 낮출 수 있습니다.
2. 코팅으로부터 보호
PVD(물리적 증기 증착): 품목 표면에 1~3μm 두께의 TiN 및 CrN과 같은 하드 코팅을 적용하면 마모 및 부식에 대한 저항력이 훨씬 더 높아질 수 있습니다. 예를 들어 TiN 코팅 처리 후 의료용 임플란트의 표면 경도는 3배 증가하고 마찰계수는 50% 감소합니다.
화학 변환 코팅: 크롬산염 부동태화와 같은 화학적 처리는 부품 표면에 두꺼운 산화물 침전물을 만듭니다. 이는 지원되지 않는 공정 중 2차 오염을 방지합니다. 예를 들어, 크롬산염 처리 후 알루미늄 합금 부품은 1000시간 이상 염수 분무 부식에 견딜 수 있습니다.