کیا گرمی کا علاج حصوں کی جہتی درستگی کو متاثر کرے گا؟

一, گرمی کے علاج سے چیزوں کے سائز کو تبدیل کرنے کا بنیادی طریقہ
1. بقایا تناؤ اور تھرمل تناؤ کو چھوڑنا
دھاتی 3D پرنٹنگ کا طریقہ مواد کو تیزی سے گرم اور ٹھنڈا کرتا ہے، جو اندرونی جالیوں کی مسخ اور بقایا تناؤ کا سبب بنتا ہے۔ جالیوں کے آرام کے ذریعے تناؤ کو دور کرنے کے لیے، گرمی کا علاج دوبارہ کرسٹلائزیشن کے درجہ حرارت سے کم درجہ حرارت پر گرم کرنا ہے (مثال کے طور پر، ٹائٹینیم الائے کو 2 گھنٹے کے لیے 800 ڈگری پر رکھنا)۔ لیکن تناؤ کی رہائی کی ناہمواری مقامی اخترتی کو جنم دے سکتی ہے۔ مثال کے طور پر، اگر ہوائی جہاز کے انجن کے ٹربائن بلیڈز کے لیے سپورٹ ڈھانچہ کا ڈیزائن اچھا نہیں ہے، تو گرمی کے علاج کے بعد سپورٹ کو ہٹانا 0.1–0.3mm کی اخترتی کے ساتھ، مقامی تناؤ کا ارتکاز اور بلیڈ ایج وارپنگ کا باعث بن سکتا ہے۔
2. فیز تبدیلی کی وجہ سے حجم میں تبدیلی
گرمی کے علاج کے دوران، مواد مراحل کو تبدیل کر سکتا ہے (جیسے مارٹینیٹک تبدیلی)، جس کی وجہ سے ان کا حجم بڑھ سکتا ہے یا سکڑ سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، نکل-بیسڈ ہائی-درجہ حرارت کے مرکب آسٹنائٹ سے مارٹینائٹ میں تبدیل ہو سکتے ہیں اگر حل کے علاج کے بعد ٹھنڈک کی شرح بہت تیز ہو (1 گھنٹے کے لیے 1080 ڈگری)۔ اس کی وجہ سے لیزر پاؤڈر بیڈ میلٹنگ (LPBF) کے ذریعے پرنٹ کردہ پرزے حجم میں پھیل سکتے ہیں اور سائز میں تبدیلی لا سکتے ہیں۔ تجرباتی اعداد و شمار بتاتے ہیں کہ ریگولیٹڈ کولنگ ریٹ کی کمی والے اجزاء کی اہم جہت کی خرابی ± 0.05 ملی میٹر کے بعد-ہیٹ ٹریٹمنٹ حاصل کر سکتی ہے، ہوابازی کے معیارات کے ذریعہ قائم کردہ قابل اجازت حد سے آگے۔
3. اناج کی افزائش اور بافتوں کی یکسانیت
گرمی کے علاج کے دوران حرارتی شرح کو کنٹرول کرنے اور وقت کو روکنے سے ٹشو کی یکسانیت اور اناج کے سائز کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ لیکن اگر دانے غیر مساوی طور پر بڑھتے ہیں، تو یہ مختلف جگہوں پر مختلف مقدار میں سکڑنے کا سبب بن سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، مسلسل کاربن فائبر ریئنفورسڈ کمپوزٹ (CCFRC) کو 100 ڈگری پر گرم کرنے سے اس کی میٹرکس کرسٹلنیٹی 17.42% سے 22.76% تک بڑھ جاتی ہے۔ لیکن اگر ریشوں کو یکساں طور پر فاصلہ نہیں رکھا جاتا ہے، تو یہ 0.02 سے 0.05 ملی میٹر کے سائز کا فرق پیدا کر سکتا ہے، جس سے چیزوں کو صحیح طریقے سے جوڑنا مشکل ہو جائے گا۔
2، ایک عام مثال: گرمی کا علاج جہتی درستگی پر دو اثرات رکھتا ہے۔
1. ایرو اسپیس: اعلی درستگی اور اعلی کارکردگی کے درمیان صحیح توازن تلاش کرنا
بوئنگ LPBF ٹکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے ہوائی جہاز کے بریکٹ بناتا ہے، تاہم ان کی تناؤ کی طاقت کو 520MPa تک بڑھانے کے لیے انہیں حرارتی-علاج کرنے کی ضرورت ہے۔ لیکن گرمی کے علاج کے بعد، ٹکڑوں کے طول و عرض کو مستحکم رکھنا مشکل ہو جاتا ہے۔ درست کنٹرول حاصل کرنے کے لیے، درج ذیل کام کریں:
پری-ڈیفارمیشن کمپنسیشن: ہیٹ ٹریٹمنٹ کے بعد معاوضہ والے ماڈل کو زیادہ سے زیادہ سائز کے قریب لانے کے لیے اصل ماڈل پر ریورس پری-ڈیفارمیشن کا استعمال کریں۔ اس سے پرنٹنگ کی درستگی میں 66.2 فیصد اضافہ ہوگا۔
سیگمنٹڈ ہیٹنگ اور کولنگ: درجہ حرارت کے میلان سے پیدا ہونے والے تھرمل تناؤ کو کم کرنے کے لیے مرحلہ وار ہیٹنگ اپروچ (30 منٹ کے لیے 50 ڈگری پر رکھنا) اور تاخیر سے کولنگ (فرنس کولنگ کے بعد 200 ڈگری تک ایئر کولنگ) کا استعمال، ± 0.03 ملی میٹر کے اندر خرابی کو کنٹرول کرنے کے لیے۔
2. طبی امپلانٹس: حیاتیاتی مطابقت اور جہتی درستگی کا مجموعہ
جب 3D پرنٹنگ ٹائٹینیم الائے ایسٹیبلر کپ، سطح کا مائیکرو غیر محفوظ ڈھانچہ (5–10 μm) سائز کے لحاظ سے بہت درست ہونا چاہیے۔ ایک خاص کمپنی "اسٹریس ریلیف اینیلنگ + ایسڈ اینچنگ" کے مشترکہ طریقہ سے قطعی کنٹرول حاصل کرتی ہے:
تناؤ کو کم کرنے والی اینیلنگ: چھپائی کے کسی بھی بچے ہوئے دباؤ سے چھٹکارا پانے کے لیے 650 ڈگری پر 2 گھنٹے تک پکڑے رکھیں اور اگلی تیزابی اینچنگ کے دوران سائز میں تبدیلی کا امکان کم کریں۔
ایسڈ اینچنگ ٹریٹمنٹ: ہائیڈرو فلورک ایسڈ اور نائٹرک ایسڈ محلول کا ایک مرکب استعمال کریں تاکہ یکساں مائکرو پورس کو 10 منٹ تک اینچ کریں۔ یہ تناؤ کی رہائی کو مقامی سنکنرن کا سبب بننے سے روکے گا۔ سائز کے فرق کو ± 0.02mm کے اندر رکھا جانا چاہیے۔
3. صنعتی سانچے: لاگت اور استعمال کے درمیان صحیح توازن تلاش کرنا
گرمی کے علاج کے لیے "ٹھوس حل + عمر رسیدگی" کے طریقہ کار کے ذریعے، ایک مخصوص کمپنی نے ایلومینیم کے کھوٹ کے سانچوں کو 120HB تک سخت بنا دیا ہے۔ تاہم، انہیں لاگت اور درستگی کے درمیان سمجھوتہ کرنے کی ضرورت ہے:
لاگت-مؤثر طریقہ یہ ہے کہ پلاسٹک کی مولڈنگ کی مخصوص ضروریات کو پورا کرنے کے لیے صرف سینڈ بلاسٹ (Ra ویلیو 3.2 μm سے کم یا اس کے برابر) پرزوں کا استعمال کریں۔ اس سے ہر ٹکڑے کی قیمت میں 40% کمی آتی ہے، لیکن طول و عرض زیادہ مستحکم نہیں ہیں۔
اعلیٰ-کارکردگی کا حل: CNC کی درستگی والی مشین میں اضافہ کریں (Ra ویلیو 0.8 μm سے کم یا اس کے برابر)، جو مولڈ پرزوں کے لیے اچھا ہے جن کو بہت چمکدار یا صاف ہونے کی ضرورت ہے۔ یہ پروسیسنگ کے وقت کو تین گنا کر دے گا، لیکن جہتی درستگی ± 0.01mm ہو گی۔
3، جہتی درستگی کو کنٹرول کرنے کی حکمت عملی: عمل کو بہتر بنانا اور نئی ٹیکنالوجیز کے ساتھ آنا
1. ملاپ کے عمل کے پیرامیٹرز: گرمی کا علاج اور پرنٹنگ کے عمل کو ایک ساتھ کام کرنا
گرمی کے علاج کے لیے سیٹنگز 3D پرنٹنگ کے عمل کے لیے جیسی ہونی چاہئیں، جیسے کہ درجہ حرارت اور ٹھنڈک کی شرح۔ مثال کے طور پر، اگر آپ LPBF کا استعمال کرتے ہوئے Inconel 718 الائے پرنٹ کرتے ہیں اور پرنٹنگ پرت 0.05mm موٹی ہے، تو آپ کو 1150 ڈگری سلوشن ٹریٹمنٹ اور 720 ڈگری عمر رسیدہ ٹریٹمنٹ استعمال کرنے کی ضرورت ہے تاکہ مواد کے بہت تیزی سے ٹھنڈا ہونے پر دراڑیں اور جہتی تبدیلیوں کو کم کیا جا سکے۔ ٹیسٹ سے پتہ چلتا ہے کہ مماثلت والے پیرامیٹرز حصوں کو تین گنا زیادہ دیر تک قائم رکھ سکتے ہیں اور ان کے طول و عرض کو 50% تک زیادہ مستحکم بنا سکتے ہیں۔
2. سمارٹ تھرمل مینجمنٹ سسٹم: حقیقی وقت میں چیزوں پر نظر رکھتا ہے اور ضرورت کے مطابق تبدیلیاں کرتا ہے۔
انفراریڈ سینسر اور درجہ حرارت کے تاثرات کنٹرول کا استعمال کرتے ہوئے، ذہین تھرمل مینجمنٹ سسٹم تھرمل فیلڈ کو زیادہ یکساں بناتا ہے۔ پلاٹینم ٹیکنالوجی کی طرف سے بنایا گیا AI سسٹم حقیقی وقت میں لیزر پاور اور اسکیننگ کی رفتار کو تبدیل کر سکتا ہے۔ یہ ٹائٹینیم الائے بریکٹ کی پرنٹنگ کے دوران درجہ حرارت کو بہت زیادہ تبدیل ہونے سے روکتا ہے، اسے ± 5 ڈگری کے اندر رکھتا ہے۔ گرمی کے علاج کے بعد، نظام جہتی انحراف کو ± 0.05mm سے ± 0.02mm تک کم کر دیتا ہے۔
3. چیزوں کو گرم کرنے کے نئے طریقے: مقامی حرارتی اور جامع عمل
لوکل ہیٹ ٹریٹمنٹ: انڈکشن ہیٹنگ یا لیزر لوکل ہیٹ ٹریٹمنٹ کا استعمال بڑے ٹکڑوں پر کیا جاتا ہے تاکہ جب ان کو گرم کیا جائے تو انہیں خراب ہونے سے بچایا جائے۔ مقامی حل کے علاج کے ذریعے، ایک مخصوص ایوی ایشن بریکٹ 520MPa کی ٹینسائل طاقت اور ± 0.03mm سے بہتر جہتی استحکام تک پہنچ گیا ہے۔
جامع عمل: اندرونی خامیوں سے چھٹکارا حاصل کرنے اور ساخت کو بہتر بنانے کے لیے ہیٹ ٹریٹمنٹ اور ہاٹ آئسوسٹیٹک پریسنگ (HIP) کو ایک ساتھ استعمال کرنا۔ GE ایوی ایشن انجن ٹربائن بلیڈز کی تھکاوٹ کی زندگی HIP علاج کے بعد تین گنا زیادہ ہے، اور جہتی اخترتی کو 0.05% سے نیچے رکھا گیا ہے۔