El proceso de impresión 3D de metal aún no ha alcanzado el punto en que la fabricación es perfecta, y los mejores proveedores de equipos de hoy están luchando por abordar completamente los problemas de evaporación, oxidación, esferoidización y deformación térmica que existen durante el proceso de impresión. Aunque la densidad, la resistencia y la calidad de la superficie de las piezas pueden alcanzar un nivel relativamente ideal, pero para la impresión de metales, especialmente las piezas del proceso SLM, todavía son propensas a retener los poros y los problemas de agrietamiento de estrés, las piezas fabricadas directamente aún deben procesarse con la ayuda de medios tradicionales, incluida la densificación y el alivio del estrés, etc.
Entre estos métodos de postprocesamiento, la presión isostática en caliente es un paso extremadamente importante que no se puede omitir tanto en aplicaciones aeroespaciales como médicas. La presión isostática térmica (cadera para abreviar) es colocar el producto en un contenedor cerrado, aplicar la misma presión en todas las direcciones al producto y al mismo tiempo aplicar alta temperatura, bajo la acción de alta temperatura y alta presión, el producto se puede sinterizar y densificar. Entonces, ¿qué implica el proceso de prensado isostático caliente?
1. La densificación elimina los defectos
En la alta temperatura, la resistencia del material metálico es muy baja, excelente plasticidad, hay agujeros en la región del metal por el papel de la deformación plástica de la presión de gas externa, los agujeros en la región del metal en contacto con el otro se producen unión metalúrgica para que los agujeros desaparecieran, se pueden completar todas las partes de la densificación.
2. Imprimación de la organización y la morfología
El calentamiento de alta temperatura del proceso de prensado isostático en caliente es equivalente al recocido, lo que puede eliminar la organización de sobreenfriamiento o la organización subestable formada debido a la velocidad de enfriamiento rápida en el proceso SLM, y transformar la organización para formar la forma recocida a alta temperatura.
3. Mejora de las propiedades mecánicas
Las propiedades mecánicas del material antes y después de la presión isostática caliente también cambian significativamente. Ya sea SLM o EBM, la presión isostática caliente después de la resistencia del material tiende a disminuir, la plasticidad aumentará, especialmente para los materiales de proceso SLM más obvios. La dureza del material también cambia con la cadera, y la dureza disminuye en 5-10% después de la cadera. En general, la presión isostática caliente puede mejorar la tenacidad y la resistencia a la extensión de la crack de fatiga del material.
Se descubrió que la presión isostática en caliente también fue efectiva para reducir la porosidad de la estructura de la red, con el tamaño de la célula de 4 mm que muestra una mayor respuesta a la cadera, con una reducción del 40% en la relación vacía-volumen, en comparación con solo una reducción del 22% en la relación vacía a volumen para la muestra de tamaño celular de 2 mm. También se observaron cambios de porosidad basados en el tamaño de la célula de las muestras. La porosidad de la muestra de cadera con una célula de 4 mM se redujo en un 57% y la porosidad de la muestra con un tamaño de célula de 2 mM se redujo en un 44%.
Las aplicaciones comunes de presión isostática en caliente incluyen reparación de defectos (fusión de poros) de piezas fabricadas aditivamente, sinterización de polvo y unión de difusión de diferentes tipos de metales o aleaciones. Para aplicaciones aeroespaciales, médicas y marinas, es necesario utilizar esta tecnología para optimizar las propiedades del material y aumentar la vida parcial. Y una sola máquina de prensado isostático en caliente puede atender múltiples impresoras.
La anisotropía de las propiedades de fractura de las aleaciones de alta temperatura impresa en 3D afecta su aplicación adicional en el campo aeroespacial, que está estrechamente relacionada con la morfología del grano del material, el estado de los límites del grano, así como la morfología y la ubicación de las fases precipitadas. Después de la recién diseñada presionada isostática + Solución + envejecimiento posterior al tratamiento, las propiedades de tracción a temperatura ambiente de la aleación de alta temperatura de alta temperatura en 718 para las muestras verticales y horizontales fabricadas por LPBF se mantienen en un nivel alto, y los requisitos promedio de fractura de alta temperatura a 650 grados y 690MPA alcanzan 173 y 131 horas, respectivamente, los requisitos de la fractura de la fractura.
Aunque la presión isostática caliente puede eliminar los defectos internos, el uso de esta tecnología todavía está sujeto a una serie de condiciones y no es adecuado para ninguna parte, el documento revela solo las ventajas de la presión isostática caliente. Confiar en los medios posteriores al procesamiento para resolver los defectos internos de la impresión de metales es solo una forma, el desarrollo de la tecnología también debe ajustarse desde el proceso interno, a la dirección de no defectos.
