Le traitement thermique est une étape clé du processus d'application de l'impression 3D. Jusqu'à présent, quel que soit le processus d'impression 3D utilisé, il implique plusieurs méthodes à des degrés divers, telles que le nettoyage de la poudre, le recuit, le post-durcissement, non soutenu, poli, sablé et coloré. Le traitement thermique est également une étape importante du processus d'application des pièces imprimées 3D et peut prendre diverses formes en fonction des résultats attendus, des matériaux utilisés et de la technologie préférée.
Dans la fabrication additive, les pièces produites sont affectées par différentes températures et subissent des étapes de chauffage et de refroidissement plus ou moins importantes en fonction du processus d'impression sélectionné. Ces étapes ont un impact direct sur les pièces qui accumulent le stress résiduel. Le traitement thermique après l'impression est crucial car il élimine non seulement les défauts, mais affecte également les propriétés mécaniques des pièces, telles que la résistance à la flexion, la ductilité et même la dureté finale.
01. Frittage
Le frittage est l'une des méthodes de traitement thermique qui peuvent être utilisées dans la fabrication additive, à proprement parler, c'est plus une étape critique dans le processus de fabrication plutôt que par une méthode post-traitement. En fait, il s'agit d'une étape indispensable et importante lors de l'utilisation de pulvérisation adhésive ou d'autres méthodes d'impression 3D indirectes. En utilisant ces deux processus, des pièces vertes contenant des liants inorganiques ou organiques peuvent être obtenues, qui sont actuellement éliminées par des méthodes de dégraissage thermique, puis la liaison métallurgique des particules métalliques peut être obtenue à des températures plus élevées.
La fournaise de frittage est un équipement important dans ce processus, et actuellement l'aspirateur ou l'atmosphère des fours de frittage sont couramment utilisés. Le premier évite l'oxydation des pièces à des températures élevées à travers un vide élevé, tandis que le second empêche l'oxydation des pièces par réduction de l'atmosphère. Pendant le processus de frittage, la température est généralement légèrement inférieure à la température de fusion du matériau utilisé. Le processus de frittage peut réduire la porosité de la pièce et augmenter sa dureté. En plus d'être adapté à l'impression en métal, ce processus de traitement thermique convient également à l'impression en céramique.
Le rétrécissement et la déformation sont des problèmes importants qui doivent être abordés à ce stade. Pendant le processus de frittage, l'élimination du liant occupe progressivement l'espace vide du matériau de poudre, ce qui réduira la taille de la partie d'origine. À l'heure actuelle, il est courant d'assurer la taille finale des pièces en élargissant les dimensions et en les simulant, tout en nécessitant certaines techniques de post-traitement.
02. Du moulage du poteau en polymère
À l'heure actuelle, l'impression photopolymère 3D nécessite également un post-durcissement pour améliorer ses performances finales, qui est un stade de durcissement ou de durcissement. La résine est composée de plusieurs monomères qui ne sont pas connectés ensemble à l'état liquide. Lorsqu'elles sont exposées à une source UV, ces monomères identiques se lieront pour former les composants souhaités. Cependant, après l'impression, certaines zones peuvent ne pas atteindre une réticulation optimale, ce qui présente un risque d'endommager la résistance globale de la composante d'impression. C'est là que l'étape de durcissement entre en jeu, car elle terminera pleinement la réaction de réticulation.
Une fois la pièce créée, il sera nettoyé pour éliminer l'excès de résine non photopolymérisée. Ensuite, les pièces peuvent être placées dans des machines appropriées - généralement, les fabricants d'imprimantes 3D en résine fournissent des stations de durcissement. Il s'agit d'une chambre UV qui peut durcir les composants imprimés et leur donner leurs propriétés finales. Cela réduit sa vulnérabilité et réduit le risque de dommages. Le durcissement peut également fixer la couleur de la résine, ce qui le rend plus sûr à manipuler. Les pièces ont une force plus forte au fil du temps, ce qui est crucial dans de nombreux domaines.
Le type de résine utilisé ou la taille des pièces affectera directement cette étape de traitement thermique. Dans la plupart des cas, plus la pièce est grande, plus le temps de durcissement est long.
03. Recuit en impression 3D
Cette méthode de traitement thermique expose les composants imprimés 3D à une certaine température, qui dépend des matériaux utilisés. Après le chauffage, refroidissez progressivement pour augmenter sa résistance. Il s'agit d'une technologie largement utilisée pour les métaux. Certains plastiques peuvent également subir ce recuit, comme PLA et PETG. Pour d'autres matériaux thermoplastiques, tels que l'ABS, il ne convient pas car la chaleur provoque souvent une déformation ou une déformation excessive.
04. Méthodes de traitement thermique en métal
Le recuit du soulagement du stress est l'une des méthodes de traitement thermique couramment utilisées pour l'impression 3D métallique, et le stress résiduel est un produit inévitable de chauffage et de refroidissement rapides, qui est une caractéristique inhérente de la technologie de fusion du lit de poudre laser. Au cours du processus de recuit des contraintes, la contrainte interne disparaîtra progressivement ou diminuera, accompagnée du réarrangement et du raffinement des cristaux du matériau. Cela peut améliorer la plasticité, la ténacité et la ductilité du matériau, tout en réduisant sa dureté et sa force. Améliorant ainsi les performances globales du matériel.
De plus, le renforcement de la température peut être utilisé pour les pièces en métal imprimé 3D, qui est une opération de chauffage des pièces à des températures très élevées et de les refroidir rapidement, ce qui affectera la microstructure des pièces; La trempe nécessite généralement l'utilisation de liquide pour refroidir les pièces.
Un pressage isostatique chaud est une autre étape extrêmement importante qui ne peut pas être ignorée à la fois dans les applications aérospatiales et médicales. La pressage isostatique chaud (HIP) est le processus de plateau d'un produit dans un récipient scellé, d'appliquer une pression égale au produit dans toutes les directions et d'appliquer simultanément une température élevée. Sous l'action de la température élevée et de la haute pression, le produit peut être fritté et densifié. Grâce au processus de pressage isostatique chaud, les défauts peuvent être éliminés et la microstructure et les propriétés mécaniques peuvent être améliorées.
L'impression 3D n'est qu'un aspect de cette méthode de fabrication, et ce point de vue a été accepté par la plupart des utilisateurs. En particulier, les étapes liées au post-traitement ou au traitement thermique sont cruciales dans le processus d'application des pièces, impliquant l'équipement, la température et les réglages de temps, qui affectent directement les performances finales des pièces.
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