金属3D打印的后处理
如何提高应用要求高的金属零件的尺寸精度、表面粗糙度和机械性能
提高公差和表面光洁度的后处理CNC加工
与许多3D打印工艺一样，在DMLS部件上需要去除支撑结构。通常情况下，零件首先使用电火花线切割或带锯从构建板上移除，然后用手动工具移除支撑结构材料。这在许多情况下都很有效，但有时对于需要更小公差或改善表面光洁度的关键特征，可能需要额外的加工选项。
例如，假设你正在设计一个燃料输送系统，该系统将安装在火箭的机体上。虽然处理组件时的最佳解决方案是将每个组件合并为单个构建，但通常部件的几何形状、尺寸或材料会限制您的选择，您需要在金属3d打印部件上设计匹配的功能。因此，后处理加工提供了一种制造精密匹配特征的方法，同时保留了增材制造的设计自由度。
一般来说，DMLS工艺可以生产公差为±0.003英寸的零件。(0.076mm)±0.001英寸/英寸。(0.0254毫米/毫米)每增加一英寸。但在后处理CNC加工中，公差可精确到±0.001英寸。(0.0254mm/mm)可实现。为了加工这些特征，除了CAD文件外，还必须提供图纸，以显示特征和所需的公差。在报价和设计审查阶段，我们的应用工程师将审查文件，以确定所述公差是否可实现。
后处理加工也可用于提高表面光洁度。DMLS部件的成品表面粗糙度范围为200-400 μ in Ra，取决于取向、材料和层厚度。通过后处理CNC加工，表面光洁度可以达到63 μ in Ra。
CNC加工的附加精度也很好地用于制造孔和螺纹。对于大多数金属，我们建议设计不小于0-80的螺纹孔，但在较软的金属上，有更多的回旋余地，可能会有小于0-80的螺纹孔。
请记住，如果您的DMLS零件设计需要后处理加工，它将需要在铣床内固定，因此具有曲面或斜面的零件在此阶段可能会构成挑战。我们的应用工程人员可以在设计评审过程中评估零件是否适合后处理加工。在某些情况下，可以将牺牲部分设计到源文件中以帮助加工过程，然后将其删除。
先进的热处理提高机械性能
在DMLS过程中金属材料的快速加热和冷却导致内部应力的积聚。虽然每一个构建都根据ASTM 3301标准进行应力缓解处理，额外的热处理可以进一步提高硬度、延伸率、疲劳强度等机械性能。
热等静压(HIP)
虽然直接金属激光烧结可以获得接近100%密度的零件，但热等静压(HIP)可以用于去除任何剩余的内部微孔，并提供另一种级别的控制，以减少故障。该工艺通过施加高温和均匀的压力来充分凝固零件。NADCAP认证是HIP加工的普遍要求，因为这些部件通常用于航空航天应用。
退火
固溶退火是要求增强机械性能的生产级零件的另一种热处理选择。该工艺将工件加热到高温，然后迅速冷却，从而改变微观结构并提高延展性。它最常用于铝制零件。
DMLS零件验证的质量检查
有多种检验方法和质量报告可用于验证零件的尺寸精度和机械性能。除3D CAD模型外，如果需要进行质量检查，还必须提供图纸。
以下是我们向客户提供的三个主要报告选项:
AS9102描述了首件检验(FAI)AS9100质量管理体系．检验过程验证最终零件是否符合原始图纸、采购订单和其他规格。
尺寸检验使用三坐标测量机确保零件尺寸在公差范围内，并与原始图纸中提供的尺寸保持一致。
最终报告详细说明构建板上的位置、几何结构如何定向、支撑结构的放置以及详细说明机器上的整个构建过程的构建日志文件。
鉴于绝大多数DMLS零件利用金属3D打印来实现轻量化或复杂的内部结构，计算机断层扫描(CT)扫描正在成为一种首选的检查方法，因为它提供了一种无损的零件验证手段。该过程可用于检查和验证镂空特性或内部通道。它可以测量壁厚的任何变化，或检测翘曲和开裂，并可以验证零件内没有残留粉末。
金属部件的增材制造似乎很复杂，但我们经验丰富的3D打印应用工程师将与您合作的每一步。在零件送到机器进行打印之前，我们总是进行彻底的咨询性设计审查。这不仅确保了正确的设计，而且还为我们的生产团队提供了优化构建方向和支撑结构放置所需的信息，以实现最高质量的部件。如果需要额外的后处理来满足您的应用程序的制造要求，项目主管将与您合作，在流程的每个步骤提供更新。
您可以随时联系Protolabs应用工程师，电话是877-479-3680或(电子邮件保护)进一步讨论您的金属3D打印设计。如果你有一个设计准备，需要一个报价，简单上传3D CAD模型开始吧。
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