دھاتی 3D پرنٹنگ کی پوسٹ- پروسیسنگ میں HIP پروسیسنگ کے کیا فوائد ہیں؟

1. اندرونی خامیوں سے چھٹکارا حاصل کرنا: "پوراسٹی" سے "صفر نقائص" کی طرف جانا
غیر-تیز ٹھنڈک سے پیدا ہونے والا توازن دھاتی 3D پرنٹنگ کے دوران چھوٹے سوراخ بنا سکتا ہے۔ دوسری طرف، سپورٹ ڈھانچے کو الگ کرنا یا پاؤڈر کو مکمل طور پر نہ پگھلنا میکروسکوپک سکڑنے کا سبب بن سکتا ہے۔ یہ خامیاں دراڑیں شروع کرنے کا سبب بن سکتی ہیں، جو حصوں کی تھکاوٹ کی زندگی کو بہت مختصر کر دیتی ہے۔ HIP ٹیکنالوجی درج ذیل طریقوں کو استعمال کرکے نقائص کو ٹھیک کرتی ہے۔
سوراخوں کو بند کرنا اور دھاتوں کو ملانا
جب دھاتی مواد کو اعلی درجہ حرارت پر گرم کیا جاتا ہے (عام طور پر مواد کے پگھلنے کے نقطہ سے 0.5 سے 0.8 گنا) اور بہت زیادہ دباؤ (100 سے 200 MPa) میں ڈالا جاتا ہے، تو وہ بہت لچکدار ہو جاتے ہیں۔ گیس کا دباؤ چھیدوں کے ارد گرد دھات کی شکل بدلنے کا سبب بنتا ہے، ایک دوسرے سے رابطہ کرتا ہے اور میٹالرجیکل بانڈز بناتا ہے۔ اس سے تاکنا کا حجم اس وقت تک کم ہوجاتا ہے جب تک کہ یہ ختم نہ ہوجائے۔ مثال کے طور پر، HIP ٹریٹمنٹ کے بعد، SLM تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے تیار کردہ IN718 ہائی-درجہ حرارت کے مرکب کی پورسٹی 0.8% سے 0.02% تک چلی گئی، جس نے اسے 99.99% گھنا بنا دیا، جو ایرو اسپیس انڈسٹری کو اس بات کو یقینی بنانے کے لیے ضروری ہے کہ مواد قابل اعتماد ہو۔
مائکرو کریکس کی شفا یابی
دھاتی 3D پرنٹنگ میں تھرمل تناؤ مائکرو کریکس کا سبب بن سکتا ہے۔ HIP ٹریٹمنٹ کی اعلی-درجہ حرارت اینیلنگ ایکشن بقایا تناؤ سے چھٹکارا پاتا ہے، اور زیادہ-دباؤ کا ماحول فریکچر کی نوک کو پلاسٹک سے موڑ دیتا ہے، جو شگاف کو بند کرتا ہے اور ایک مستحکم دانوں کی باؤنڈری کا ڈھانچہ بناتا ہے۔ تجرباتی اعداد و شمار بتاتے ہیں کہ HIP ٹریٹمنٹ 316L سٹینلیس سٹیل کے کریک ڈینسٹی کو 90% تک کم کر سکتا ہے اور فریکچر کی سختی کو 30% تک بڑھا سکتا ہے۔
اناج کو بہتر بنانا اور مائکرو اسٹرکچر کو مزید یکساں بنانا
HIP کا اعلی-درجہ حرارت کا عمل اینیلنگ ٹریٹمنٹ جیسا ہی ہے، جو ٹھنڈے ہوئے ڈھانچے یا میٹاسٹیبل مرحلے سے چھٹکارا پا سکتا ہے جو SLM کے جلدی ٹھنڈا ہونے پر بنتا ہے۔ HIP علاج کے بعد، مثال کے طور پر، Ti6Al4V مرکب کے موٹے کالم کرسٹل باریک مساوی کرسٹل میں تبدیل ہو جاتے ہیں، اور اناج کا سائز 50 μm سے 10 μm تک جاتا ہے۔ یہ مواد کو بہت زیادہ لچکدار اور تھکاوٹ کے خلاف مزاحم بناتا ہے۔
2. مکینیکل کارکردگی کو بہتر بنانا: طاقت اور سختی کے درمیان صحیح توازن تلاش کرنا
HIP پروسیسنگ کے دھاتی 3D پرنٹ شدہ حصوں کی مکینیکل خصوصیات پر دو اثرات ہوتے ہیں:
طاقت اور پلاسٹکٹی ایک ساتھ بہتر چلتے ہیں۔
HIP کے علاج کے بعد مواد کی طاقت تھوڑی کم ہو سکتی ہے (عام طور پر 5% سے 15% تک)، لیکن اس کے پلاسٹکٹی اشارے، جیسے لمبا ہونا، بہت اوپر جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، HIP ٹریٹمنٹ کے بعد، SLM تکنیک سے تیار کردہ AlSi10Mg ایلومینیم الائے کی تناؤ کی طاقت 420MPa سے کم ہو کر 380MPa ہو گئی، لیکن لمبا 8% سے بڑھ کر 15% ہو گیا، جو گاڑیوں کے ہلکے ساختی حصوں کے لیے اچھا ہے۔
تھکاوٹ کے خلاف مزاحمت کی کارکردگی میں نمایاں بہتری
تھکاوٹ کے شگاف بڑھنے کی بنیادی وجہ اندرونی خامیاں ہیں۔ چھیدوں اور مائکرو کریکس سے چھٹکارا حاصل کرکے، HIP علاج حصوں کی تھکاوٹ کی زندگی کو بہت زیادہ بڑھاتا ہے۔ مثال کے طور پر، HIP کے ساتھ 650 ڈگری اور 690MPa پر علاج کیے گئے IN718 مرکب کی اعلی-درجہ حرارت کی تھکاوٹ زندگی بغیر علاج کے 50 گھنٹے سے بڑھ کر 173 گھنٹے ہو گئی ہے۔ یہ ضروری پرزوں کے لیے GE ہوائی جہاز کے انجن کی زندگی کی ضروریات کو پورا کرتا ہے۔
انیسوٹروپک ہٹانا
دھاتی 3D پرنٹنگ کی انٹرلیئر بانڈنگ خصوصیات مختلف سمتوں میں مکینیکل خصوصیات کو مختلف ہونے کا سبب بن سکتی ہیں۔ مواد تمام سمتوں میں اسی طرح کام کرتا ہے جب اسے HIP کے ساتھ علاج کیا جاتا ہے، جس میں یکساں دباؤ کا 360 ڈگری استعمال ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، HIP کے ساتھ علاج کی جانے والی سلکان نائٹرائڈ سیرامک ​​بالز کے درمیان ریڈیل اور محوری رگڑ کے گتانکوں میں فرق 5% سے کم ہے، جو معیاری سنٹرنگ طریقوں سے کہیں بہتر ہے۔
3. درخواستوں کا دائرہ وسیع کرنا: "دستیاب" سے "قابل اعتماد" کی طرف جانا
HIP پروسیسنگ دھاتی 3D پرنٹنگ ٹیکنالوجی کو وسیع پیمانے پر استعمال کرنے کے تکنیکی پہلو میں مدد کرتی ہے جہاں اس کی بہت زیادہ مانگ ہے۔
ایرو اسپیس سیکٹر
ٹربائن بلیڈز، کمبشن چیمبرز، اور ہوائی جہاز کے انجن کے دیگر حصوں کو اعلی درجہ حرارت، زیادہ دباؤ اور زیادہ تناؤ والے حالات میں کام کرنے کے قابل ہونا چاہیے۔ HIP ٹریٹمنٹ تھرمل تناؤ کے دراڑ سے چھٹکارا پا سکتا ہے جو اس وقت ہوتا ہے جب SLM کا عمل بہت تیزی سے ٹھنڈا ہو جاتا ہے، اور یہ مواد کو اعلی-درجہ حرارت میں بھی بہتر بنا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، رولز رائس HIP-علاج شدہ نکل-بیسڈ ہائی-ٹیمپریچر الائے ٹربائن ڈسکس کا استعمال کرتا ہے جو آپریٹنگ ٹمپریچر کو 1200 سے 1400 ڈگری سیلسیس اور تھرسٹ-سے-وزن کے تناسب سے 20 فیصد تک بڑھاتا ہے۔
میڈیکل امپلانٹس کا میدان
آرتھوپیڈک امپلانٹس کو جسم کے لیے مضبوط اور محفوظ ہونے کی ضرورت ہے۔ HIP ٹریٹمنٹ سے Ti6Al4V الائے میں الفا فیز سیگریگیشن سے چھٹکارا مل سکتا ہے، دھاتی آئنوں کے باہر نکلنے کے امکانات کو کم کیا جا سکتا ہے، اور مواد کو دباؤ میں زیادہ دیر تک برقرار رکھا جا سکتا ہے۔ کلینیکل شواہد سے پتہ چلتا ہے کہ HIP کے تحت ہپ امپلانٹس کی ناکامی کی شرح ایک دہائی کے بعد 3% سے کم ہو کر 0.5% ہو گئی ہے۔
توانائی اور جہاز رانی کی صنعتیں۔
جوہری ری ایکٹر کے دباؤ والے جہازوں اور گہرے-سمندر کے سینسر انکلوژرز جیسے حصوں کو انتہائی سخت حالات کو سنبھالنے کے قابل ہونے کی ضرورت ہے۔ HIP-علاج شدہ زرکونیا سیرامک ​​گہرے سمندر میں 110MPa کے اعلی دباؤ کو سنبھال سکتا ہے، اور سلکان کاربائیڈ-کوٹیڈ ایندھن کا عنصر 1200 ڈگری کے اعلی درجہ حرارت پر مستحکم رہ سکتا ہے۔ یہ مواد جوہری توانائی کی ٹیکنالوجی کی چوتھی نسل کے لیے بہت اہم ہیں۔