Die Wärmebehandlung des 3D-Metalldrucks und ihre Wirkung

Der Wärmebehandlungsprozess beim Metalldruck kann in drei Phasen unterteilt werden: Härten, Glühen und Abschrecken.

Sie wissen vielleicht sehr gut, wie SLM-3D-Metalldrucker die Teile in der Baukammer mithilfe der MPBF-Technologie drucken, aber wissen Sie auch, welche nächsten Phasen ein Teil durchlaufen muss, bevor es perfekt gedruckt wird? Lassen Sie uns heute über die Wärmebehandlung des 3D-Drucks sprechen.

Die 3D-Metalldrucktechnologie erfordert eine Wärmebehandlung, um die mechanischen Eigenschaften und die Mikrostruktur des Drucks zu verbessern. Durch die Veränderung der Teile- und Materialstruktur werden Intensität, Härte, Korrosionsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit des gedruckten Teils verbessert.

Der Wärmebehandlungsprozess beim Metalldruck kann in drei Phasen unterteilt werden: Aushärten, Glühen und Abschrecken.

Nach der Baukammer besteht die erste Aufgabe darin, die Härte des Gedruckten zu erhöhen. Der Aushärtungsprozess bringt ein Material auf seine Erstarrungstemperatur und verwandelt es von einem flüssigen oder halbfesten Zustand in einen vollständig ausgehärteten Zustand. Der Härteprozess trägt außerdem dazu bei, Spannungen und Verformungen zu reduzieren und so die Kompaktheit des Bauteils zu erhöhen.

Nach der Aushärtephase erfolgt die Glühbehandlung. Dabei handelt es sich um eine gängige Wärmebehandlungsmethode in der additiven Fertigung, die die mechanischen Eigenschaften des Materials nach der Herstellung des Bauteils weiter verbessert. Das Glühen besteht normalerweise aus zwei Schritten: Erhitzen und Abkühlen. Erhitzen erweicht das Material und reduziert innere Spannungen, während Abkühlen die Rekristallisation des Kristalls fördert und die Anzahl der Korngrenzen verringert. Durch diese Prozesse können die Plastizität und Zähigkeit der Bauteile verbessert werden.

Folgt der Abschreckbehandlung. Additive Fertigungsmaterialien erreichen bei diesem Verfahren durch schnelles Abkühlen eine hohe Härte und Festigkeit. Das Abschrecken kann durch Eintauchen des Druckteils in Wasser oder Öl erreicht werden. Diese Methode kann die Härte und Verschleißfestigkeit des Bauteils bis zu einem gewissen Grad verbessern, kann aber auch dazu führen, dass das Bauteil brüchig und spröde wird.

Es ist wichtig zu beachten, dass unterschiedliche Metalle und Drucktechniken unterschiedliche Wärmebehandlungen erfordern können. Daher ist vor der Wärmebehandlung des 3D-Drucks eine detaillierte Analyse des Materials und des Druckprozesses mit entsprechender experimenteller Validierung erforderlich.

Welchen Einfluss kann die Wärmebehandlung beim 3D-Druck auf die Leistung von Metalldruckteilen haben?

Durch die Wärmebehandlung beim 3D-Druck werden die Legierungselemente im gedruckten Metallteil neu verteilt und es bilden sich Ausscheidungen, wodurch dessen Härte und Festigkeit erhöht werden. Dies ist sehr wichtig für Teile, die eine hohe Festigkeit und Härte erfordern, wie zum Beispiel mechanische Teile und Teile für die Luft- und Raumfahrt.

Es verbessert die Korrosionsbeständigkeit von 3D-Druckmaterialien. Dies liegt daran, dass die Ausscheidungen verhindern, dass oxidierende und korrosive Spezies in die Metallkorngrenzen und in die Umgebung von Versetzungen eindringen. Dies ist entscheidend für Teile, die rauen Umgebungen standhalten.

Durch die Wärmebehandlung werden die Legierungselemente im Metalldruckteil neu verteilt und es bilden sich Ausscheidungen, wodurch dessen Plastizität und Zähigkeit verbessert werden. Dies ist von entscheidender Bedeutung für Teile, die eine hohe Plastizität und Zähigkeit erfordern, wie z. B. Automobil- und Schiffsteile.

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