تلميع البلازما كخيار تلميع جديد لتقليل خشونة سطح سبائك التيتانيوم المسامية للطباعة 3D

نظرا لأن النبض الداخلي للهياكل المسامية لا يمكن صقله بواسطة التلوث الميكانيكي التقليدي ، يجب إيجاد طريقة بديلة. تلوث البلازما هو طريقة معالجة صديقة للبيئة وفعالة بشكل خاص لقطع العمل العقلية ذات الأشكال المعقدة. للبدء ، ضع قطع العمل المنفصلة المصنوعة من سبائك التيتانيوم في سلة التيتانيوم دون أن تلامس قطع العمل المختلفة بعضها البعض.

ضع سلة التيتانيوم في فرن المعالجة الحرارية في درجة حرارة الغرفة وأغلق باب الفرن. افتح صمام الغاز لإزالة الهواء والحفاظ على درجة الفراغ المناسبة. لضبط عملية المعالجة الحرارية أولا ، قم بتسخين الفرن إلى 800 درجة مئوية لمدة 1.5 ساعة ، ثم حافظ على درجة الحرارة لمدة ساعتين قبل التبريد.

بعد المعالجة الحرارية ، قم بتبريد الفرن إلى درجة حرارة الغرفة واملأ الفرن بالهواء. بمجرد عودة الفرن إلى الضغط الجوي كما هو موضح على اللوحة ، أخرج قطعة العمل المسامية المصنوعة من سبائك التيتانيوم. لتصوير أسطح قطعة العمل باستخدام مجهر متحد البؤر ، ضع قطعة العمل على منصة التخزين أفقيا.

قم بقياس متوسط خشونة حساب السطح أو معلمة RA. حدد تكبير 2.5x واختر عريض للوضع المباشر. لمراقبة الوضع العام ، انقر فوق الكثافة التلقائية وانتقل إلى تكبير 5x.

انقر فوق Auto Intensity واضبط الوضع المباشر على Comp. حدد منطقة الاهتمام ، وانقر فوق تعيين أولا عند أدنى نقطة وتعيين الأخير عند أعلى نقطة ، واضبط الاستحواذ على الوضع الطبيعي. بعد حوالي خمس دقائق ، قم باستيراد النتائج إلى مستند جديد في برنامج ConfoMap ST8.

من السهل الحصول على RA في جدول المعلمات في ConfoMap ST. مراقبة الحالة العامة للشغل مع مرآة خمسة أضعاف. بعد ذلك ، قم بالتبديل إلى مرآة عالية الطاقة وركز مجال الرؤية على تربيق. تحديد تأثير تلميع البلازما بواسطة RA لقطعة العمل قبل تلميع البلازما.

لتلميع البلازما ، استخدم محلول كبريتات الأمونيوم 4٪ مع درجة حموضة بين 5.7 إلى 6.1 كإلكتروليت. ضع سطح قطعة العمل المسامية المصنوعة من سبائك التيتانيوم ليتم صقلها أفقيا وثبتها على التركيبات. ثم ضع التركيب في آلة تلميع البلازما.

اضبط تيار التلميع على 59 زوجا من الأمبير ، والجهد على 313 فولت ودرجة حرارة تلميع المنحل بالكهرباء على 101.6 درجة مئوية ، وقم بإجراء تلميع البلازما وفقا لهذه المعلمات. بعد إجراء تلميع البلازما لمدة 90 ثانية ، أخرج التركيبات من آلة تلميع البلازما. بعد ذلك ، قم بتغيير موضع نقطة التثبيت قليلا حيث يتم تثبيت قطعة العمل على التركيبات.

لم يحدث أي تفاعل كهروكيميائي هناك لأنه لم يكن على اتصال بمحلول التلميع. قم بإجراء تلميع البلازما مرة أخرى لمدة 90 ثانية ، وأخرج التركيبات من آلة تلميع البلازما. قم بإزالة قطعة العمل من التركيب ووضعها في آلة التنظيف بالموجات فوق الصوتية بالماء منزوع الأيونات.

اضبط درجة حرارة الماء على 30 درجة مئوية ونظف قطعة العمل لمدة دقيقتين. بعد دقيقتين ، أخرج قطعة العمل وفجر السائل المتبقي بهواء عالي الضغط. بعد الانتهاء من تلميع البلازما ، قم بتصوير الأسطح باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح والمجهر متحد البؤر بنفس الطريقة الموضحة من قبل.

كشفت صور المجهر الإلكتروني الماسح عن الاختلاف في الأشكال السطحية لقطعة عمل سبائك التيتانيوم المسامية قبل وبعد تلميع البلازما. عند التكبير 30x و 100x ، بدا السطح قبل تلميع البلازما أكثر خشونة. عند تكبيرها إلى 500x ، تم العثور على المساحيق شبه المنصهرة وطبقات أكسيد الاجتثاث التي لوحظت على سطح السبيكة قبل تلميع البلازما غائبة في الغالب بعد التلميع.

ومن المثير للاهتمام أن الحجم المسامي والأقطار التربيقية كانت متسقة مع التصميم حتى بعد التلميع. تم تصوير قطعة العمل المصنوعة من سبائك التيتانيوم المسامية بالكامل وجزء منها باستخدام المجهر البؤري الدوار السريع. كانت خشونة السطح في كلتا الحالتين عالية قبل تلميع البلازما.

خشونة سطح الهياكل المسامية كما كشفت RA، انخفضت بشكل كبير بعد تلميع. أوضحت هذه التقنية أن قطع العمل المسامية المصنوعة من سبائك التيتانيوم يمكن أن تقلل من خشونة السطح من خلال تقنية تلوث البلازما. يمكن إجراء مزيد من الدراسات لتحديد المعلمات المثلى.