等离子抛光作为降低3D打印多孔钛合金表面粗糙度的新抛光选项

由于多孔结构的内部脉冲无法通过常规机械污染进行抛光，因此需要找到替代方法。等离子体污染是一种环保的加工方法，对形状复杂的脑力工件特别有效。首先，将分离的钛合金工件放入钛篮中，不同的工件不要相互接触。

将钛篮放入室温热处理炉中，关闭炉门。打开气阀以排出空气并保持适当的真空度。要先设置热处理工艺，请将炉子加热到800摄氏度1.5小时，然后在冷却前保持温度两小时。

热处理后，将炉子冷却到室温，并向炉子填充空气。一旦炉子恢复到面板上看到的大气压，取出多孔钛合金工件。要使用共聚焦显微镜对工件表面进行成像，请将工件水平放置在存储平台上。

测量表面算术平均粗糙度或 RA 参数。选择2.5倍放大倍率，实时模式选择广角。要观察整体情况，请单击自动强度并转到5倍放大倍率。

单击自动强度并将实时模式设置为复合，选择感兴趣的区域，在最低点单击先设置，在最高点单击最后设置，然后将采集设置为正常。大约五分钟后，将结果导入ConfoMap ST8软件中的新文档中。

RA很容易在ConfoMap ST的参数表中获得。用五折镜观察工件的整体状况。然后，切换到高功率镜并将视野聚焦在小梁上。在等离子抛光之前，通过工件的RA量化等离子抛光效果。

对于等离子抛光，使用pH值在5.7至6.1之间的4%硫酸铵溶液作为电解质。将要抛光的多孔钛合金工件表面水平放置，并将其固定在夹具上。然后，将夹具放入等离子抛光机中。

将抛光电流设置为59安培对，电压设置为313伏，抛光电解液温度设置为101.6摄氏度，并根据这些参数进行等离子抛光。进行等离子抛光90秒后，将夹具从等离子抛光机中取出。然后，稍微改变工件固定在夹具上的夹紧点的位置。

由于它不与抛光液接触，因此没有发生电化学反应。再次进行等离子抛光90秒，然后将夹具从等离子抛光机中取出。将工件从夹具上取下，用去离子水放入超声波清洗机中。

将水温设置为30摄氏度，清洁工件两分钟。两分钟后，取出工件，用高压空气吹出残留液体。等离子抛光完成后，使用扫描电子显微镜和共聚焦显微镜以与之前演示相同的方式对表面进行成像。

扫描电镜图像揭示了等离子抛光前后多孔钛合金工件表面形貌的差异。在30倍和100倍放大倍率下，等离子抛光前的表面显得更粗糙。当放大到500倍时，等离子抛光前在合金表面上观察到的半熔融粉末和烧蚀氧化层大多在抛光后被发现不存在。

有趣的是，即使在抛光后，多孔尺寸和小梁直径也与设计一致。使用快速旋转共聚焦显微镜对多孔钛合金工件的全部和部分进行成像。在等离子抛光之前，这两种情况下的表面粗糙度都很高。

RA揭示的多孔结构的表面粗糙度在抛光后显着降低。该技术已经解释了多孔钛合金工件可以通过等离子体污染技术降低表面粗糙度。可以进行进一步的研究以确定最佳参数。