دھاتی 3D پرنٹنگ سانچوں کی طاقت کی جانچ کیسے کریں؟

一, طاقت کی جانچ کے لئے اہم طریقہ
دھاتی 3D پرنٹنگ مولڈز کی طاقت کی جانچ میں تین جہتوں کا احاطہ کرنا ضروری ہے: مادی خصوصیات، مائیکرو اسٹرکچر، اور خرابی کنٹرول، ایک کثیر-سطح اور کثیر-جہتی ٹیسٹنگ لوپ بنانا۔
1. مکینیکل کارکردگی کی جانچ: مقداری طاقت کا اشاریہ
ٹینسائل ٹیسٹ: مولڈ میٹریل پر محوری ٹینسائل بوجھ ڈالنے کے لیے یونیورسل ٹیسٹنگ کا سامان استعمال کریں۔ یہ آپ کو اس کی تناؤ کی طاقت (UTS)، پیداوار کی طاقت (YS)، اور وقفے کے وقت بڑھانا (EL) بتائے گا۔ مثال کے طور پر، ٹائٹینیم الائے مولڈز کو ASTM E8 معیار کو پورا کرنا چاہیے، اور ان کا UTS 800 اور 1000 MPa کے درمیان ہونا چاہیے، جبکہ ان کا YS کم از کم 700 MPa ہونا چاہیے۔
کمپریشن ٹیسٹ: چیک کریں کہ جب سڑنا کمپریس کیا جاتا ہے تو وہ کتنا مستحکم ہے۔ یہ ٹیسٹ خاص طور پر موٹی دیواروں والے ڈھانچے یا اجزاء کو سہارا دینے کے لیے مفید ہے۔ مثال کے طور پر، GB/T 7314 معیار کو ایلومینیم الائے مولڈز کی کمپریسیو طاقت کو جانچنے کے لیے استعمال کرنے کی ضرورت ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ جب وہ زیادہ دباؤ میں بنتے ہیں تو وہ جھکتے نہیں ہیں۔
تین-پوائنٹ یا چار-پوائنٹ موڑنے کا ٹیسٹ یہ دیکھنے کے لیے کیا جاتا ہے کہ مولڈ موڑنے کے دوران کتنا سخت ہے اور تہوں کے درمیان بانڈ کتنا مضبوط ہے۔ آئی ایس او 14125 کے مطابق سٹینلیس سٹیل کے سانچوں کی موڑنے کی طاقت کی جانچ کرنا ایک طریقہ ہے جس سے انٹرلیئر چھیلنے کو ناکامی سے بچایا جائے۔
امپیکٹ ٹیسٹ: ڈائنامک بوجھ کی نقل کرنے کے لیے پینڈولم امپیکٹ ٹیسٹنگ مشین کا استعمال کریں اور معلوم کریں کہ مولڈ کتنا مزاحم ہے (مثال کے طور پر، Charpy V-نشان اثر والی توانائی)۔ مثال کے طور پر، ایوی ایشن انجن بلیڈ کے مولڈ کو ASTM E23 کے معیار پر پورا اترنا چاہیے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ یہ سخت حالات میں استعمال ہونے پر آسانی سے ٹوٹ نہ جائے۔
تھکاوٹ ٹیسٹ: سائیکل بوجھ کی نقل کرنے کے لیے ایک اعلی-تعدد کی تھکاوٹ ٹیسٹنگ مشین کا استعمال کریں اور یہ معلوم کریں کہ مولڈ کے تھکنے سے پہلے یہ کتنی دیر تک چلے گا۔ آٹوموٹو مولڈز، مثال کے طور پر، ISO 12107 کے معیار کو پورا کرنا چاہیے اور طویل-مدت ہائی-پریشر سٹیمپنگ کے دباؤ کو سنبھالنے کے لیے کم از کم 300 MPa کی تھکاوٹ کی حد ہونی چاہیے۔
2. مائیکرو اسٹرکچر کا تجزیہ: یہ معلوم کرنا کہ طاقت کو کیا ممکن بناتا ہے۔
مولڈ کے دانوں کے سائز، فیز کمپوزیشن، اور انٹر لیئر انٹرفیس کو دیکھنے کے لیے میٹالوگرافک مائکروسکوپ (OM) کا استعمال کریں۔ مثال کے طور پر، SLM (Selective Laser Melting) کے ساتھ بنائے گئے سانچوں میں اکثر خوردبینی مساوی دانے ہوتے ہیں، جو انہیں معیاری کاسٹنگ سے 30% سے زیادہ مضبوط بناتے ہیں۔
سکیننگ الیکٹران مائیکروسکوپ (SEM): دیکھیں کہ دراڑیں کیسے شروع ہوتی ہیں اور پھیلتی ہیں، اور خامیوں کو تلاش کریں جیسے فیوژن اور پورسٹی کی کمی۔ مثال کے طور پر، SEM کو EBM (الیکٹران بیم پگھلنے) کے سانچوں کو چیک کرنے کی ضرورت ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ وہ زیادہ غیر محفوظ نہیں ہیں (0.5% سے کم یا اس کے برابر) اور تناؤ کے ارتکاز سے بچنے کے لیے۔
الیکٹران بیک سکیٹر ڈفریکشن (EBSD): کرسٹل اورینٹیشن (KAM ویلیو) میں فرق کی پیمائش کریں اور جانچیں کہ مواد مقامی طور پر کس حد تک خراب ہو سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، اعلی KAM اقدار والی جگہوں پر دراڑیں پڑنے کا امکان ہوتا ہے، اور دانوں کی واقفیت کو بہتر بنانے کے لیے گرمی کے علاج کی ضرورت ہوتی ہے۔
3. نقائص تلاش کریں: پوشیدہ طاقت کے خطرات سے چھٹکارا حاصل کریں۔
صنعت کے لیے CT سکیننگ: سانچوں میں اندرونی خامیوں کی جانچ جو انہیں نقصان نہیں پہنچاتی، جیسے چھیدوں، دراڑیں، اور دھبے جہاں سانچہ مکمل طور پر فیوز نہیں ہوا ہے۔ مثال کے طور پر، ایوی ایشن مولڈز کو ISO 17637 کے معیار پر پورا اترنا چاہیے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ نقائص 0.1mm سے بڑے نہ ہوں اور تھکاوٹ کے دراڑ نہ پھیلیں۔
الٹراسونک ٹیسٹنگ (UT) ان خرابیوں کو تلاش کرتی ہے جو اندر کی گہرائی میں ہیں، اور یہ موٹی دیواروں والے سانچوں پر بہترین کام کرتی ہے۔ مثال کے طور پر، کم از کم 50 ملی میٹر گہری اندرونی خامیوں کو تلاش کرنے کے لیے کار پینل کے سانچوں کو ASTM E233 معیار پر پورا اترنا چاہیے۔
ایکس-رے فلوروسینس سپیکٹروسکوپی (XRF): اس بات کو یقینی بنانے کے لیے کہ عنصر کا مواد وہی ہے جو ہونا چاہیے۔ مثال کے طور پر، نکل-کی بنیاد پر الائے مولڈز کو ISO 3497 کے معیار پر پورا اترنا چاہیے تاکہ Cr اور Mo جیسے اہم اجزاء کی رینج کو 0.5% سے کم رکھا جا سکے۔
2، بین الاقوامی اور گھریلو استعمال کے لیے جانچ کے معیارات کا نظام
دھاتی 3D پرنٹنگ کے سانچوں کو سخت بین الاقوامی اور گھریلو معیارات کے مطابق مضبوطی کے لیے ٹیسٹ کیا جانا چاہیے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ ڈیٹا کا موازنہ کیا جا سکتا ہے اور قواعد کی پیروی کی جاتی ہے۔
1. پوری دنیا کے معیارات
ISO/ASTM 52900: 3D پرنٹنگ اصطلاحات کے لیے تعریفیں اور درجہ بندی قائم کرتا ہے، جو طاقت کی جانچ کے لیے بنیادی بنیاد پیش کرتا ہے۔
ISO 23499: دھاتی 3D پرنٹ شدہ اشیاء کی جہتی درستگی اور سطح کے معیار کے لیے معیارات طے کرتا ہے۔ اس کا طاقت کی جانچ پر بالواسطہ اثر پڑتا ہے۔
ASTM E8/E23/E466: یہ مولڈ کی طاقت کی جانچ کے لیے اہم معیارات ہیں۔ وہ آپ کو بتاتے ہیں کہ تناؤ، اثر اور تھکاوٹ کے ٹیسٹ کیسے کیے جائیں۔
2. گھر کے معیارات
GB/T 39251: 3D پرنٹ شدہ دھاتی مواد کی مشینی خصوصیات کے ٹینسائل، کمپریسیو، موڑنے، اور دیگر ٹیسٹوں کے لیے نمونے تیار کرنے اور استعمال کرنے کے قوانین کو واضح کریں۔
GB/T 39651: دھاتی اضافی مینوفیکچرنگ پرزوں کا معائنہ اور جائزہ لینے کے لیے اقدامات کرتا ہے، بشمول نقائص کی درجہ بندی کیسے کی جائے اور قبولیت کے معیارات کا تعین کیا جائے۔
QB/T 5696: یہ معیار دھاتی 3D پرنٹنگ مواد کے معیار کے بارے میں بات کرتا ہے اور پاؤڈر کے ذرات کے سائز اور بہاؤ کی صلاحیت جیسی چیزوں کے لیے مخصوص تقاضے طے کرتا ہے، جو بالواسطہ طور پر سانچے کی مضبوطی کو متاثر کرتے ہیں۔
3، اہم تکنیکی مسائل اور انہیں ٹھیک کرنے کا طریقہ
دھاتی 3D پرنٹنگ کے سانچوں کو مضبوط بنانے کے لیے، ہمیں انیسوٹروپی، بقایا تناؤ، اور سطح کے معیار جیسے مسائل سے نمٹنے کے طریقے تلاش کرنے کی ضرورت ہے۔ یہ نئی ٹیکنالوجی اور بہتر عمل کے ذریعے کیا جا سکتا ہے۔
1. انیسوٹروپی کو کنٹرول کرنا
3D پرنٹ شدہ سانچوں کی طاقت پرنٹنگ واقفیت (طول بلد، قاطع، ترچھا) کی بنیاد پر تبدیل ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، SLM سے پیدا ہونے والے سانچوں کی طول بلد طاقت ٹرانسورس طاقت سے 20% زیادہ ہو سکتی ہے۔
حل: اسکین کرنے کے طریقے کو بہتر بنائیں: تہوں میں تھرمل تناؤ کی تبدیلیوں کو کم قابل توجہ بنانے کے لیے چیکر بورڈ یا سرپل اسکیننگ کا راستہ استعمال کریں۔
پوسٹ-پروسیسنگ مضبوطی: ہاٹ آئسوسٹیٹک پریسنگ (HIP) چھیدوں کو ہٹاتا ہے، جس سے سانچے کی کثافت 99.9 فیصد سے زیادہ ہوجاتی ہے۔
ملٹی-دشاتمک جانچ: نمونے تین مختلف سمتوں میں لیے جاتے ہیں-طول بلد، قاطع، اور ترچھا-یہ یقینی بنانے کے لیے کہ کم از کم طاقت ڈیزائن کے معیارات کے مطابق ہو۔
2. بقایا تناؤ کا انتظام کرنے کا مسئلہ: جب 3D پرنٹنگ بہت تیزی سے ٹھنڈا ہو جاتی ہے، تو یہ بقایا تناؤ پیدا کر سکتا ہے، جس کی وجہ سے سڑنا موڑ سکتا ہے یا ٹوٹ سکتا ہے۔
حل: اسٹریس ریلیف اینیلنگ: اندرونی تناؤ کو دور کرنے کے لیے اسے 2 سے 4 گھنٹے تک 500-600 ڈگری پر رکھیں۔
لیزر شاک پیننگ سطح کی شکل کو تبدیل کرنے، دبانے والے بقایا تناؤ کو شامل کرنے اور مواد کو زیادہ دیر تک زندہ رہنے کے لیے اعلی-توانائی والی لیزر بیم کا استعمال کرتی ہے۔
آن لائن مانیٹرنگ: ریئل ٹائم میں تناؤ کی تقسیم پر نظر رکھنے اور ضرورت کے مطابق پرنٹنگ کی ترتیبات کو تبدیل کرنے کے لیے بلٹ ان فائبر آپٹک سینسرز کا استعمال۔
3. بہتر سطح کے معیار کا مسئلہ: 3D پرنٹ شدہ سانچوں کی سطح کی کھردری (Ra) عام طور پر 10–20 μm ہوتی ہے، جس سے انہیں آسانی سے ٹوٹ جاتا ہے۔
جواب:
مکینیکل پالش: ایک CNC پالش کرنے والی مشین Ra کو 0.8 μm سے کم کر سکتی ہے، جو سطح کو مضبوط بناتی ہے۔
کیمیکل پالش: سطح کی چھوٹی خامیوں سے چھٹکارا حاصل کرنے اور سطح کو سنکنرن سے زیادہ مزاحم بنانے کے لیے تیزاب دھونے یا الیکٹرولائٹک پالش کا استعمال۔
شاٹ پیننگ: یہ عمل تیز رفتار-اسپیڈ پروجیکٹائل کے ساتھ مار کر سطح پر بقایا کمپریسیو تناؤ کی ایک تہہ کو شامل کرتا ہے۔ یہ تھکاوٹ کے خلاف زیادہ مزاحم بناتا ہے۔
4، کیس اسٹڈی اور انڈسٹری پریکٹس
کیس 1: ہوائی جہاز کے انجن کے بلیڈ کے لیے مولڈ
نکل-بیسڈ ہائی-درجہ حرارت کا مرکب (انکونل 718) مواد ہے۔
ٹیسٹ کی توجہ:
اعلی درجہ حرارت کی طاقت: GB/T 4338 معیار کہتا ہے کہ تناؤ کی طاقت کو 650 ڈگری پر جانچنا چاہیے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ یہ کم از کم 800 MPa ہے۔
تھرمل تھکاوٹ کی کارکردگی: انجن کے آغاز کے دوران فریکچر کے پھیلاؤ کی شرح کو جانچنے کے لیے ISO 12111 استعمال کریں-سٹاپ سائیکل۔
مائیکرو اسٹرکچر: فیز کی تقسیم کو دیکھنے کے لیے EBSD کا استعمال کریں اور اس بات کو یقینی بنائیں کہ مضبوطی کے مرحلے کا سائز 50 nm سے کم یا اس کے برابر ہے۔ یہ اعلی درجہ حرارت پر مواد کو زیادہ مستحکم بنائے گا۔
یہ سانچہ معیاری کاسٹنگ سے تین گنا لمبا رہتا ہے، جس کی ضرورت ہوائی جہاز کے انجنوں کو 100,000 گھنٹے تک چلانے کے لیے ہوتی ہے۔
کیس 2: آٹوموٹو کور کے لیے مولڈ
مواد: اعلی طاقت کے ساتھ سٹیل (H13)
کیا ٹیسٹ کرنا ہے:
پہننے کی مزاحمت: ASTM G65 معیاری لباس کی مقدار کو جانچتا ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ یہ 0.1 g/1000 گردشوں سے کم یا اس کے برابر ہے۔
اثر مزاحمت: چارپی اثر توانائی کم از کم 30 J ہونی چاہیے، ISO 148 معیار کے مطابق۔
جہتی درستگی: اس بات کو یقینی بنانے کے لیے CMM ٹیسٹنگ کا استعمال کریں کہ مولڈ کی سطح کی خرابی 0.05 ملی میٹر سے کم یا اس کے برابر ہے۔
مولڈ 500,000 سٹیمپنگ سائیکلوں تک چلتا ہے، جو کہ دوسرے سانچوں کے مقابلے میں 50% لمبا ہے۔