3D 프린팅을 위한 다공성 티타늄 합금의 표면 거칠기를 줄이기 위한 새로운 연마 옵션으로서의 플라즈마 연마

다공성 구조물의 내부 펄스는 기존의 기계적 오염에 의해 연마될 수 없기 때문에 대체 방법을 찾아야 합니다. 플라즈마 오염은 복잡한 모양의 정신적 공작물에 특히 효과적인 환경 친화적인 처리 방법입니다. 시작하려면 분리된 티타늄 합금 공작물을 다른 공작물이 서로 닿지 않도록 티타늄 바구니에 넣습니다.

티타늄 바스켓을 실온의 열처리로에 넣고 퍼니스 도어를 닫습니다. 가스 밸브를 열어 공기를 제거하고 적절한 진공도를 유지하십시오. 열처리 공정을 먼저 설정하려면 퍼니스를 섭씨 800도까지 1.5 시간 동안 가열 한 다음 2 시간 동안 온도를 유지한 후 냉각하십시오.

열처리 후 퍼니스를 실온으로 냉각하고 퍼니스에 공기를 채웁니다. 퍼니스가 패널에서 볼 수 있듯이 대기압으로 돌아오면 다공성 티타늄 합금 공작물을 꺼냅니다. 컨포칼 현미경을 사용하여 공작물의 표면을 이미지화하려면 공작물을 보관 플랫폼에 수평으로 놓습니다.

표면 산술 평균 거칠기 또는 RA 파라미터를 측정합니다. 2.5x 배율을 선택하고 라이브 모드의 경우 와이드를 선택합니다. 전반적인 상황을 관찰하려면 자동 강도를 클릭하고 5x 배율로 이동합니다.

자동 강도(Auto Intensity)를 클릭하고 라이브 모드를 컴포지션(Comp)으로 설정합니다. 관심 영역을 선택하고 가장 낮은 지점에서 먼저 설정(set first)을 클릭하고 가장 높은 지점에서 마지막(set last)을 클릭한 다음 획득을 보통(normal)으로 설정합니다. 약 5분 후 결과를 ConfoMap ST8 소프트웨어의 새 문서로 가져옵니다.

RA는 ConfoMap ST의 매개변수 테이블에서 쉽게 얻을 수 있습니다. 5 중 거울로 공작물의 전반적인 상태를 관찰하십시오. 그런 다음 고출력 거울로 전환하고 시야를 섬유주에 집중시킵니다. 플라즈마 연마 전에 공작물의 RA에 의한 플라즈마 연마 효과를 정량화합니다.

플라즈마 연마의 경우 pH가 5.7에서 6.1 사이인 4%황산암모늄 용액을 전해질로 사용하십시오. 연마할 다공성 티타늄 합금 공작물의 표면을 수평으로 놓고 고정물에 고정합니다. 그런 다음 고정 장치를 플라즈마 연마기에 넣습니다.

연마 전류를 59암페어 쌍으로, 전압을 313볼트로, 연마 전해질 온도를 섭씨 101.6도로 설정하고 이러한 매개변수에 따라 플라즈마 연마를 수행합니다. 90초 동안 플라즈마 연마를 수행한 후 플라즈마 연마기에서 고정구를 꺼냅니다. 그런 다음 공작물이 고정 장치에 고정되는 클램핑 지점의 위치를 약간 변경합니다.

연마 용액과 접촉하지 않았기 때문에 전기 화학 반응이 발생하지 않았습니다. 다시 90초 동안 플라즈마 연마를 실시하고 플라즈마 연마기에서 고정구를 꺼냅니다. 고정 장치에서 공작물을 제거하고 탈이온수가 있는 초음파 세척기에 넣습니다.

수온을 섭씨 30도로 설정하고 공작물을 2분 동안 청소합니다. 2 분 후 공작물을 꺼내 고압의 공기로 잔류 액체를 불어냅니다. 플라즈마 연마가 완료된 후 앞에서 설명한 것과 동일한 방식으로 주사 전자 현미경과 공초점 현미경을 사용하여 표면을 이미지화합니다.

주사 전자 현미경 이미지는 플라즈마 연마 전후의 다공성 티타늄 합금 공작물의 표면 형태의 차이를 보여주었습니다. 30x 및 100x 배율에서, 플라즈마 연마 전의 표면은 더 거칠게 나타났다. 500x로 확대하면, 플라즈마 연마 전에 합금 표면에서 관찰된 반용융 분말 및 절제 산화물 층은 연마 후에 대부분 존재하지 않는 것으로 나타났다.

흥미롭게도, 다공성 크기 및 섬유주 직경은 연마 후에도 설계와 일치하였다. 다공성 티타늄 합금 공작물의 전체와 일부는 고속 회전 컨포칼 현미경을 사용하여 이미지화되었습니다. 두 경우 모두 표면 거칠기는 플라즈마 연마 전에 높았다.

RA에 의해 밝혀진 다공성 구조물의 표면 거칠기는 연마 후 현저히 감소하였다. 이 기술은 다공성 티타늄 합금 공작물이 플라즈마 오염 기술을 통해 표면 거칠기를 줄일 수 있다고 설명했습니다. 최적의 매개 변수를 결정하기 위해 추가 연구를 수행 할 수 있습니다.