3d打印耗材種類豐富,不同的耗材具有不同的特性和應(yīng)用場景,那么,應(yīng)如何提升3d打印耗材耐熱性和耐腐蝕性呢?
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1、材料選擇
高性能樹脂材料:一些特種樹脂材料本身就具有較好的耐熱性和耐腐蝕性,例如 ULTEM? 1010 樹脂,其在拉伸強(qiáng)度、耐熱性和耐化學(xué)性上優(yōu)于其他許多熱塑材料,在航空航天等對(duì)材料性能要求高的領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
金屬材料:金屬 3D 打印耗材通常具有較高的耐熱性和耐腐蝕性。像不銹鋼 316L、鈦合金 TC4 等都是常用的金屬 3D 打印材料,不銹鋼具有高抗拉強(qiáng)度、較好的耐溫性和耐腐蝕性;鈦合金則重量輕、強(qiáng)度高、韌性好、耐腐蝕,在航空航天、醫(yī)療等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。
陶瓷材料:陶瓷材料具有良好的耐高溫和耐腐蝕性,并且硬度高、絕緣性好,不過,陶瓷 3D 打印技術(shù)相對(duì)復(fù)雜,目前仍在不斷發(fā)展和完善中。
2、材料改性
添加耐熱和耐蝕填料:在基礎(chǔ)的 3D 打印耗材中添加一些耐熱性和耐腐蝕性好的填料,能夠提升材料的整體性能。例如,添加玻璃纖維、碳纖維、陶瓷纖維等增強(qiáng)材料,可以提高耗材的耐熱性;添加一些耐腐蝕的金屬粉末或納米粒子,如鎳粉、鉻粉等,可以增強(qiáng)耗材的耐腐蝕性。
進(jìn)行化學(xué)改性:通過化學(xué)反應(yīng)對(duì)材料進(jìn)行改性,例如對(duì)聚合物材料進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng),可以提高其耐熱性和耐腐蝕性,交聯(lián)后的聚合物分子結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,能夠承受更高的溫度和更強(qiáng)的化學(xué)腐蝕。
3、優(yōu)化打印工藝
調(diào)整打印參數(shù):合適的打印參數(shù)對(duì)于 3D 打印耗材的性能至關(guān)重要,在保證打印質(zhì)量的前提下,適當(dāng)降低打印速度、提高打印溫度,可以使耗材的分子結(jié)構(gòu)更加緊密,從而提高其耐熱性和耐腐蝕性,但需要注意的是,打印溫度過高可能會(huì)導(dǎo)致材料分解或產(chǎn)生其他缺陷,因此需要根據(jù)具體的材料進(jìn)行調(diào)整。
優(yōu)化層厚和填充方式:減小層厚可以提高打印件的致密度和均勻性,從而增強(qiáng)其耐熱性和耐腐蝕性,同時(shí),選擇合適的填充方式,如蜂窩狀填充、漸變填充等,也可以改善打印件的性能。
4、后處理
熱處理:對(duì)于一些材料,打印后進(jìn)行熱處理可以消除內(nèi)部應(yīng)力,改善材料的結(jié)晶結(jié)構(gòu),從而提高耐熱性和耐腐蝕性。例如,對(duì)于金屬 3D 打印件,進(jìn)行退火、淬火等熱處理工藝,可以顯著提高其性能。
表面涂層:在打印件表面涂覆一層耐熱、耐腐蝕的涂層,是提高其性能的有效方法,常用的涂層材料有陶瓷涂層、金屬涂層等。涂層可以起到隔離保護(hù)的作用,防止打印件直接接觸外界的高溫和腐蝕性介質(zhì)。
化學(xué)處理:通過化學(xué)處理可以去除打印件表面的雜質(zhì)和缺陷,提高其表面質(zhì)量和耐腐蝕性。例如,酸處理可以去除金屬打印件上的氧化層,從而提高其耐腐蝕性。