金屬 3D 打印模具完成打印后,其性能和精度與實際使用需求存在差距,需通過后處理工藝進一步完善。后處理工藝涵蓋多個方面,每個環(huán)節(jié)都對模具品質(zhì)有著重要影響。
表面處理是金屬 3D 打印模具后處理的基礎環(huán)節(jié)。打印過程中,模具表面會存在因材料堆積形成的粗糙紋理、支撐結構殘留痕跡等。噴砂處理是常用方法之一,通過高速噴射砂粒沖擊模具表面,去除雜質(zhì)與毛刺,使表面更平整。不同粒度的砂粒可達到不同的表面效果,細砂粒能帶來更光滑的表面。電解拋光也是重要手段,利用電解原理,在特定電解液中對模具進行拋光,可有效去除表面微觀凸起,降低表面粗糙度,提高模具表面光潔度,減少在使用過程中與成型材料的粘連情況。
內(nèi)部結構優(yōu)化在后處理中不可或缺。金屬 3D 打印過程中,因材料逐層堆積、冷卻收縮等原因,模具內(nèi)部易產(chǎn)生氣孔、應力集中等問題。熱等靜壓工藝可有效改善內(nèi)部缺陷,將模具置于高壓高溫環(huán)境中,在高壓和高溫共同作用下,內(nèi)部氣孔被壓實,晶粒結構得到優(yōu)化,提升模具的整體致密度和力學性能。退火處理同樣關鍵,通過將模具加熱到一定溫度并保溫一段時間后緩慢冷卻,能除去內(nèi)部殘余應力,降低模具在使用過程中發(fā)生變形和開裂的風險。
尺寸精度調(diào)整也是后處理的重要任務。盡管 3D 打印技術不斷進步,但打印出的模具仍可能存在尺寸偏差。機械加工是調(diào)整尺寸精度的常用方式,利用數(shù)控加工設備對模具進行車削、銑削、磨削等操作,去除多余材料,使模具尺寸達到設計要求。對于一些精度要求很高的模具,還會采用電火花加工,通過電與模具之間的放電腐蝕作用,準確加工出復雜形狀和微小尺寸結構,滿足高精度使用需求。
此外,表面涂層處理能賦予模具更多特殊性能。例如,在模具表面涂覆耐磨涂層,可提高模具的耐磨性能,延長使用壽命;涂覆耐腐蝕涂層,能增強模具在惡劣工作環(huán)境下的抗腐蝕能力。涂層處理的方法多樣,包括氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)等,不同方法適用于不同的涂層材料和模具使用場景 。
金屬 3D 打印模具的后處理工藝通過表面處理、內(nèi)部結構優(yōu)化、尺寸精度調(diào)整和涂層處理等一系列操作,從多個維度提升模具性能,使其滿足不同工業(yè)生產(chǎn)場景的嚴格要求。