In 3D kim loại đang ngày càng trở thành công nghệ quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp nhờ khả năng tạo ra các chi tiết phức tạp với độ chính xác cao. Tuy nhiên, để sản phẩm đạt được chất lượng tối ưu, quy trình xử lý hậu kỳ đóng vai trò then chốt.
Bài viết này sẽ đi sâu vào quy trình xử lý hậu kỳ cho sản phẩm in 3D, từ việc loại bỏ bột thừa, xử lý bề mặt, đến các lưu ý quan trọng giúp đảm bảo sản phẩm đáp ứng được các yêu cầu về tính năng cơ học và thẩm mỹ.
Các bước xử lý hậu kỳ cho sản phẩm sau in 3D kim loại
Xử lý hậu kỳ là một bước quan trọng để đảm bảo sản phẩm in 3D đạt được các yêu cầu về chất lượng, tính năng cơ học, và thẩm mỹ. Dưới đây là các bước cơ bản trong quy trình này:
1. Loại bỏ bột thừa (Powder Removal)
Sau khi in, sản phẩm thường sẽ còn bám lại bột kim loại dư thừa từ quá trình in. Bột này cần được loại bỏ bằng các phương pháp như dùng khí nén, bàn chải hoặc máy hút chân không.
Hút chân không bột kim loại thừa sau khi in
2. Xử lý nhiệt (Heat Treatment)
Các sản phẩm in 3D kim loại thường trải qua quá trình xử lý nhiệt để loại bỏ ứng suất dư trong cấu trúc kim loại, cải thiện tính chất cơ học như độ bền và độ cứng. Quá trình này có thể bao gồm các bước như ủ, tôi, ram...
Khi thực hiện quy trình xử lý nhiệt, các mẫu in vẫn còn nằm trên bàn in cùng với các cấu trúc hỗ trợ, việc này nhằm đảm bảo trong quá trình loại bỏ ứng suất dư, mẫu in sẽ vẫn được neo chặt lại với bàn in để không bị biến dạng.
3. Tách các mẫu in kim loại khỏi bàn in
Sau khi đã xử lý nhiệt, các chi tiết sẽ được cắt khỏi bàn in bằng cưa vòng đối với các loại vật liệu mềm như Nhôm, Đồng,... hoặc máy cắt dây EDM (Wire electrical discharge machining) đối với các loại vật liệu cứng như Titanium, Stainless Steel 316L, Inconel,...
4. Loại bỏ cấu trúc hỗ trợ (Support Removal)
Các cấu trúc hỗ trợ được in cùng sản phẩm để duy trì hình dạng trong quá trình in cần được cắt bỏ sau khi in xong. Điều này thường được thực hiện bằng máy cắt hoặc bằng tay.
Cấu trúc hỗ trợ có thể được loại bỏ bằng tay hoặc máy
5. Xử lý bề mặt (Surface Treatment)
Để đạt được bề mặt mịn màng và loại bỏ các lỗi nhỏ, sản phẩm thường trải qua các phương pháp xử lý bề mặt như mài, đánh bóng, hoặc bắn cát. Mục tiêu là cải thiện thẩm mỹ và chuẩn bị cho các bước hoàn thiện tiếp theo.
6. Gia công cơ khí bổ sung (Machining)
Đối với các bộ phận yêu cầu độ chính xác cao hoặc các chi tiết phức tạp không thể in trực tiếp, sản phẩm có thể cần được gia công bổ sung bằng các phương pháp như phay, tiện, hoặc khoan.
7. Kiểm tra chất lượng (Quality Inspection)
Sau khi hoàn thành các bước xử lý hậu kỳ, sản phẩm cần được kiểm tra chất lượng kỹ lưỡng. Điều này bao gồm kiểm tra kích thước, hình học, và tính chất cơ học để đảm bảo sản phẩm đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật.
8. Lớp phủ bảo vệ hoặc xử lý cuối cùng (Coating or Final Treatment)
Cuối cùng, sản phẩm có thể được phủ thêm một lớp bảo vệ như sơn, mạ kẽm, hoặc anot hóa để bảo vệ khỏi sự ăn mòn hoặc cải thiện tính thẩm mỹ.
9. Lắp ráp (Assembly)
Đối với các bộ phận thuộc một hệ thống phức tạp, quá trình hậu kỳ cũng có thể bao gồm việc lắp ráp chúng lại với nhau để tạo ra sản phẩm hoàn chỉnh.
Quy trình hậu kỳ cho sản phẩm in 3D kim loại có thể thay đổi tùy thuộc vào loại vật liệu, yêu cầu cụ thể của sản phẩm và ứng dụng của nó trong thực tế.
Các điều cần lưu ý khi xử lý hậu kỳ
Quy trình xử lý hậu kỳ sau khi in 3D kim loại phụ thuộc vào nhiều yếu tố liên quan đến đặc điểm của sản phẩm. Những đặc điểm này sẽ xác định các bước xử lý hậu kỳ cụ thể cần thiết để đạt được chất lượng mong muốn. Dưới đây là một số yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quy trình xử lý hậu kỳ:
1. Vật liệu in (Material)
- Loại vật liệu: Các kim loại khác nhau, chẳng hạn như nhôm, thép không gỉ, titan, hoặc hợp kim đồng, đòi hỏi các phương pháp xử lý khác nhau. Ví dụ, titan thường yêu cầu xử lý nhiệt cẩn thận để tránh sự hình thành pha giòn, trong khi nhôm có thể cần kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ để duy trì tính chất cơ học.
- Tính dẫn nhiệt và điện: Những sản phẩm yêu cầu tính dẫn nhiệt hoặc điện cao có thể cần xử lý bề mặt đặc biệt để tối ưu hóa các đặc tính này.
2. Độ phức tạp của hình dạng (Geometry Complexity)
- Cấu trúc hỗ trợ: Các sản phẩm có cấu trúc phức tạp thường cần cấu trúc hỗ trợ trong quá trình in, và việc loại bỏ các cấu trúc này có thể đòi hỏi phương pháp xử lý hậu kỳ khác nhau, chẳng hạn như cắt cơ học, hoặc sử dụng máy móc loại bỏ cấu trúc hỗ trợ tự động.
- Bề mặt phức tạp: Những sản phẩm có bề mặt phức tạp hoặc lỗ nhỏ có thể yêu cầu các kỹ thuật xử lý bề mặt đặc biệt như phun cát, đánh bóng điện hoá (Electropolishing) hoặc đánh bóng bằng dòng chảy mài mòn (abrasive flow machining) để làm mịn các bề mặt khó tiếp cận.
3. Kích thước và độ dày của sản phẩm (Size and Thickness)
- Kích thước lớn: Các sản phẩm in 3D kim loại lớn có thể gặp vấn đề với độ đồng nhất về cơ tính, do đó, có thể cần xử lý nhiệt đều hơn và lâu hơn để giảm ứng suất dư.
- Độ dày tường: Những sản phẩm có tường mỏng hoặc dày không đều có thể yêu cầu xử lý bề mặt khác nhau, cũng như kiểm soát nhiệt trong quá trình xử lý nhiệt để tránh cong vênh hoặc nứt gãy.
Đọc thêm: TỐI ƯU HÓA THIẾT KẾ TRONG IN 3D KIM LOẠI: 2 TRƯỜNG HỢP THÀNH CÔNG
4. Mức độ hoàn thiện bề mặt mong muốn (Surface Finish Requirements)
- Độ nhám bề mặt: Nếu yêu cầu độ nhám bề mặt thấp, các phương pháp như mài, đánh bóng hoặc xử lý bằng điện hóa (electropolishing) có thể được sử dụng.
- Thẩm mỹ: Đối với những sản phẩm yêu cầu tính thẩm mỹ cao, các kỹ thuật như anot hóa, sơn phủ, hoặc mạ có thể được áp dụng sau khi các bước xử lý cơ bản đã hoàn thành.
5. Tính chất cơ học cần đạt được (Mechanical Properties)
- Độ bền kéo, độ cứng, và độ dẻo: Các yêu cầu này có thể yêu cầu các quy trình xử lý nhiệt đặc biệt, chẳng hạn như tôi (quenching), ram (tempering), hoặc kết tủa (age hardening).
- Khả năng chống mài mòn: Nếu sản phẩm cần khả năng chống mài mòn cao, có thể cần các quy trình như làm cứng bề mặt (surface hardening) hoặc phủ lớp bảo vệ.
6. Ứng dụng cuối cùng của sản phẩm (End-Use Application)
- Công nghiệp y tế: Các sản phẩm y tế có thể yêu cầu xử lý hậu kỳ nghiêm ngặt để đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh, bao gồm đánh bóng cơ học và khử trùng.
- Hàng không vũ trụ: Các sản phẩm cho ngành hàng không vũ trụ thường yêu cầu kiểm tra không phá hủy (NDT) và xử lý bề mặt để đảm bảo không có khuyết tật nhỏ nhất.
- Công nghiệp ô tô: Đối với các bộ phận ô tô, độ chính xác về kích thước và tính chất cơ học là quan trọng, nên cần quá trình gia công chính xác sau in.
7. Yêu cầu về chức năng (Functional Requirements)
- Khả năng chịu nhiệt: Sản phẩm cần hoạt động trong môi trường nhiệt độ cao có thể yêu cầu xử lý nhiệt hoặc phủ lớp chịu nhiệt.
- Khả năng chống ăn mòn: Nếu sản phẩm sẽ tiếp xúc với môi trường ăn mòn, có thể cần xử lý bề mặt như mạ hoặc phủ các lớp chống ăn mòn.
Tùy thuộc vào các yếu tố này, quy trình xử lý hậu kỳ sẽ được tùy chỉnh để đảm bảo rằng sản phẩm cuối cùng đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về kỹ thuật và chất lượng.
Đọc thêm: 5 SAI LẦM NGUY HIỂM CẦN TRÁNH VÀ CÁCH KHẮC PHỤC KHI IN 3D KIM LOẠI
Hãy liên hệ ngay với Vinnotek để được tư vấn chi tiết về các giải pháp in 3D kim loại và xử lý hậu kỳ chuyên nghiệp, giúp bạn hiện thực hóa mọi ý tưởng sáng tạo!
THÔNG TIN LIÊN HỆ:
☎Số điện thoại: (+84)905300382
📩Email: sales@vinnotek.com
💻Website: https://vinnotek.com/
⚡LinkedIn: https://tinyurl.com/VINNOTEKlinkedin
⚡Facebook: https://tinyurl.com/VINNOTEK
