相對(duì)于傳統(tǒng)粉末冶金法來說,3D打印技術(shù)(增材制造)雖然有生產(chǎn)成本更低、生產(chǎn)周期更短、生產(chǎn)效率更高且能制造出更復(fù)雜的合金結(jié)構(gòu)等優(yōu)勢(shì),但是打印出來的鎢制品仍很有可能存在以下幾個(gè)問題,包括孔隙、殘余應(yīng)力、密度、翹曲、裂紋及表面光潔度等。
一、孔隙
3D打印出來的鎢制品可能會(huì)存在孔隙,而這些微孔會(huì)降低產(chǎn)品的整體密度,進(jìn)而導(dǎo)致裂紋和疲勞問題的出現(xiàn)??紫缎纬傻脑蛴校阂皇?D打印過程本身就會(huì)產(chǎn)生小孔,特別是激光功率過低導(dǎo)致金屬粉末熔融不完全時(shí);二是球形鎢粉帶來的;三是激光搭接過于稀疏,導(dǎo)致出現(xiàn)小孔。
二、殘余應(yīng)力
當(dāng)殘余應(yīng)力超過鎢材料拉伸強(qiáng)度時(shí),鎢零件將會(huì)有缺陷產(chǎn)生,如裂紋。殘余應(yīng)力集中在零件和基板的連接處。在增材制造中,殘余應(yīng)力由冷熱變化、膨脹收縮過程引起。
三、密度
鎢零件的密度與孔隙量成反比,這也就說孔隙越多,密度越低,而零部件耐疲勞性能越差。密度下降的原因除了與打印技術(shù)有關(guān)外,還與鎢粉的顆粒形狀、粒度、粒度分布等基本性能有關(guān) 。一般來說,球形、小粒度和窄粒度分布,更有利于制造出高密度的鎢制品。
四、裂紋
鎢零件裂紋的產(chǎn)生除了與本身的孔隙多、密度小有關(guān)外,還受操作不當(dāng)?shù)挠绊?。?dāng)熱源功率過大時(shí),冷卻過程就很可能會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力,進(jìn)而導(dǎo)致零部件出現(xiàn)裂紋。此外分層現(xiàn)象的出現(xiàn),很有可能導(dǎo)致層間發(fā)生斷裂。
五、表面光潔度
使用粉末床熔融方式生產(chǎn)的鎢零件較接近客戶所需要的形狀,但是產(chǎn)品表面相對(duì)粗糙;使用直接能量沉積法生產(chǎn)的零件也接近客戶所需要的形狀,不過它必須進(jìn)行CNC處理。注意:粉末床熔融和直接能量沉積法是3D打印技術(shù)常見兩種常見的方式。
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