金属3D打印成形制件后处理方式！

3D打印成形制件概述：

3D打印技术能够直接成形力学性能优良、结构复杂的金属构件，具有传统加工方法无法相比的优点所以该技术有望为航空航天、国防工业重大装备中大型难加工金属构件的制造提供一条快速、柔性、低成本的技术途径。但由于未能有效解决制造过程中热/内应力、内部缺陷等的控制问题，3D打印技术还难以应用于航空航天关键主承力构件、大型复杂模具等高端领域。3D打印具有高性能粉末制备、复杂结构直接制造、表面控形、后处理控性一体化的独特特征。随着近几年的3D打印技术大力发展，市场潜力巨大，受到许多工业厂商的关注。

后处理方式：

1. 热等静压致密化处理

热等静压（HIP）是一种集高温、高压于一体的处理工艺。被加工件在高温高压的共同作用下，各向均衡受压，故加工产品的致密度高、均匀性好、性能优异。吴鑫华院士新近开发的近净成形热等静压工艺，与国内市场大部分热等静压工艺截然不同。采用该工艺处理的3D打印成形制件各方面性能有了实质性提高，特别是在微观组织与力学性能方面保持高度的一致性与重复性。3D打印成形制件不可避免存在孔洞与缺陷，需要借助外力作用来消除，而HIP毫无疑问是最佳选择之一。HIP工艺通过使材料发生蠕变及塑性变形，可减少部件内部的空隙及缺陷，甚至可使空隙和缺陷消失。

热等静压的具体做法是:将制件放置到密闭的容器中，向制件施加各向同等的压力并施以高温，在高温高压的作用下，制件得以烧结和致密化。热等静压是高性能材料生产和新材料开发不可或缺的手段。热等静压可以用于直接粉末成形，粉末装入包套（作用类似模具，可以采用金属，如低碳钢、镍、钼等制作，也可用于陶瓷制作）中，然后使用氮气、氩气作加压介质，通过加热加压使粉末直接烧结成形；或者对成形后有疏松、缩孔的铸件（包括铝合金、钛合金、镍基合金、高温合金等）进行热化处理，通过热等静压处理后，铸件密度可达到100%，铸件的整体力学性能都会得到提高。

2. 真空淬火与回火处理

按采用的冷却介质的不同，真空淬火处理可分为油淬、气淬、水淬等。其中气淬是指将工件在真空中加热后再在充以高纯度中性气体(如氮气的冷却室中进行冷却。适用于气淬的有高速钢和高碳高铬钢等马氏体临界冷却速度较低的材料。真空猝火可以提高金属表面光亮，提高制件的使用寿命。

真空回火目的是将已经过淬火的3D打印成形制件的优势(产品不氧化、不脱碳、表面光亮、无腐蚀污染等)保持下来，并消除淬火应力，稳定组织。如3D打印成形的TC4钛合金制件，经真空回火处理后其强度与常规机加工制件所差无几，但塑性却明显增强。如果需要高的表面质量，制件在完成真空淬火和固溶热处理后，进行回火和沉淀硬化时仍应采用真空炉。从而提高产品品质，使产品质量稳定又耐磨，寿命得到了提高。

3. 真空退火与正火处理

真空退火除了要达到改变3D打印金属构件晶体结构、细化组织、消除应力等改性目的以外，还要发挥真空加热防止氧化脱碳、除气脱脂、使氧化物蒸发的作用，从而进-步增大制件表面光亮度和提高其力学性能。

正火既可以作为3D打印金属构件的最终热处理工序，也可以作为预备热处理工序。正火代替退火可提高零件的力学性能;对于一-些受力不大的工件，正火可代替调质处理作为最终热处理工序，简化热处理工艺；也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备热处理工序。

4. 喷砂处理

主要是对SLM成形过程进行优化,成形表面粗糙度Ra<10μm的金属零件,但是这样的表面粗糙度在很多场合还是无法满足应用的要求。为了进-步改善SLM成形制件的表面粗糙度，需要对其进行手工打磨、喷砂、电解抛光等处理。

喷砂是一种很常见的零件加工后处理技术，是指采用高压空气形成高速喷射束将喷料喷射到待处理零件表面，通过磨料对零件表面的冲击和切削作用，改善零件表面的清洁度和粗糙度。喷砂处理是一种通用、迅速、效率较高的清理方法,而且可以任意选择处理后的粗糙度。

喷砂工艺流程为:清洗、去油→喷砂→防锈,具体步骤如下。

（1）仔细检查，清除粉末、飞溅物等附着物，并清洗表面油脂及可溶污物，对无用的支撑或连接物也应做妥善处理。

（2）先开照明灯，后开压缩空气阀门,将喷嘴空喷2~5 min，使管道中的水分喷掉，以免使砂子潮湿，然后关严压缩空气阀门，将输砂管插到砂中。

（3）将零件送人工作箱,关上箱门。

（4）启动抽风设备，打开压缩空气阀门，进行喷砂。

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在制件成形过程中，我们需要注意激光加热温度和室内含氧量，避免粉末出现松散，导致成形制件不牢固，造成后期处理复杂。