Le polissage plasma comme nouvelle option de polissage pour réduire la rugosité de surface de l’alliage de titane poreux pour l’impression 3D

Étant donné que le pouls interne des structures poreuses ne peut pas être poli par la pollution mécanique conventionnelle, une méthode alternative doit être trouvée. La pollution par plasma est une méthode de traitement respectueuse de l’environnement qui est particulièrement efficace pour les pièces mentales aux formes complexes. Pour commencer, placez les pièces en alliage de titane séparées dans le panier en titane sans que les différentes pièces ne se touchent.

Placez le panier en titane dans le four de traitement thermique à température ambiante et fermez la porte du four. Ouvrez la vanne de gaz pour éliminer l’air et maintenir le degré de vide approprié. Pour régler le processus de traitement thermique en premier, chauffez le four à 800 degrés Celsius pendant 1,5 heure, puis maintenez la température pendant deux heures avant de refroidir.

Après le traitement thermique, refroidissez le four à température ambiante et remplissez le four d’air. Une fois que le four revient à la pression atmosphérique comme on le voit sur le panneau, retirez la pièce poreuse en alliage de titane. Pour imager les surfaces de la pièce à l’aide d’un microscope confocal, placez la pièce sur la plate-forme de stockage horizontalement.

Mesurez la rugosité moyenne arithmétique de surface ou le paramètre RA. Sélectionnez un grossissement de 2,5x et choisissez large pour le mode en direct. Pour observer la situation globale, cliquez sur intensité automatique et passez à un grossissement 5x.

Cliquez sur Intensité automatique et définissez le mode en direct sur Comp. Sélectionnez la zone d’intérêt, cliquez d’abord sur définir au point le plus bas et sur le dernier au point le plus élevé, puis réglez l’acquisition sur la normale. Après environ cinq minutes, importez les résultats dans un nouveau document dans le logiciel ConfoMap ST8.

Le RA est facile à obtenir dans le tableau des paramètres de ConfoMap ST. Observez l’état général de la pièce à usiner avec un miroir quintuple. Ensuite, passez à un miroir haute puissance et concentrez le champ de vision sur un trabecular. Quantifier l’effet de polissage plasma par le RA de la pièce avant le polissage plasma.

Pour le polissage au plasma, utilisez une solution de sulfate d’ammonium à 4% avec un pH compris entre 5,7 et 6,1 comme électrolyte. Placez la surface de la pièce poreuse en alliage de titane à polir horizontalement et fixez-la sur le luminaire. Ensuite, placez le luminaire dans la machine de polissage plasma.

Réglez le courant de polissage à 59 paires d’ampères, la tension à 313 volts et la température de l’électrolyte de polissage à 101,6 degrés Celsius, et effectuez le polissage plasma en fonction de ces paramètres. Après avoir effectué le polissage plasma pendant 90 secondes, retirez le luminaire de la machine de polissage plasma. Ensuite, modifiez légèrement la position du point de serrage où la pièce est fixée au fixation.

Aucune réaction électrochimique ne s’y est produite car il n’était pas en contact avec la solution de polissage. Effectuez à nouveau le polissage au plasma pendant 90 secondes et retirez le luminaire de la machine de polissage plasma. Retirez la pièce du luminaire et placez-la dans la machine de nettoyage à ultrasons avec de l’eau désionisée.

Réglez la température de l’eau à 30 degrés Celsius et nettoyez la pièce pendant deux minutes. Après deux minutes, retirez la pièce et soufflez le liquide résiduel avec de l’air à haute pression. Une fois le polissage plasma terminé, imagez les surfaces à l’aide de la microscopie électronique à balayage et de la microscopie confocale de la même manière que démontrée précédemment.

Les images de microscopie électronique à balayage ont révélé la différence dans les morphologies de surface de la pièce poreuse en alliage de titane avant et après le polissage au plasma. À un grossissement de 30x et 100x, la surface avant le polissage au plasma semblait plus rugueuse. Lorsqu’elles ont été agrandies à 500x, les poudres semi-fondues et les couches d’oxyde ablatif observées sur la surface de l’alliage avant le polissage au plasma se sont généralement révélées absentes après le polissage.

Fait intéressant, la taille poreuse et les diamètres trabéculaires étaient cohérents avec la conception, même après polissage. La totalité et une partie de la pièce poreuse en alliage de titane ont été imagées à l’aide du microscope confocal rotatif rapide. La rugosité de surface dans les deux cas était élevée avant le polissage au plasma.

La rugosité de surface des structures poreuses révélée par le RA, considérablement réduite après polissage. Cette technologie a expliqué que les pièces poreuses en alliage de titane peuvent réduire la rugosité de surface grâce à la technologie de pollution par plasma. D’autres études peuvent être menées pour déterminer les paramètres optimaux.