サポートプロセス中に部品の表面に損傷を与えないようにするにはどうすればよいですか?

一、プロセスの起こり得る損害メカニズムをバックアップするため
1. 機械的張力による損傷
へこみや傷: 一般的な研削砥石やワイヤーブラシがサポートを外すと、特にチタン合金やコバルトクロム合金などのデリケートな素材の場合、硬い粒子が部品の表面に傷を残す可能性があります。

変形と亀裂: フライス加工や旋削加工を行うと、サポートと部品が接触する点に応力が蓄積する可能性があります。これにより、薄い壁や片持ち梁のある領域など、局所的な変形や、さらには微小亀裂が発生する可能性があります。
2. 熱影響区域（HAZ）-の問題
レーザーによる切断: サポートを切断するとき、高エネルギーのレーザー光線により、部品の特定の領域が過度に熱くなる可能性があります。{0}これにより、表面の酸化、硬度の変化、または粒子の粗大化が発生する可能性があります（インコネル 718 高温合金と同様）。-
放電加工 (EDM): 放電により非常に高い温度 (最大 8000 ～ 12000 度) が発生し、表面層が再溶解し、残留張力が上昇する可能性があります。
3. 化学汚染の可能性
腐食性物質: 化学エッチングを使用してサポートを除去する場合、溶液の濃度を適切に制御しないと、部品の表面が均一に腐食したり、ピットが発生したりする可能性があります (アルミニウム合金が酸性溶液と反応した場合など)。
相互汚染: リサイクルのためにサポート材料 (ステンレス鋼など) を構成材料 (チタン合金など) と混合すると、不純物が混入して材料の特性が変化する可能性があります。
2、プロセスの最適化: 設計から加工までのプロセスを完全に制御
1. 支持構造の設計改善
接触面積を小さくする: サポートを外す際の機械的な力を軽減するには、面サポートの代わりに点サポートまたは線サポートを使用します。たとえば、寛骨臼カップなどの医療インプラントのサポート設計により、接触直径が 0.5 mm より小さくなる場合があります。
壊れやすい設計: サポートと部品の間の接続部分に、V 字型の溝や事前に開けられた穴などの弱い箇所を作り、後で手で壊したり、低圧力で切断したりしやすくします。-
可溶性サポート素材: 複雑な内部構造には、ポリビニル アルコール (PVA) などの水溶性またはホットメルト サポート素材が使用されます。{0}{0}{1}{1}これらの材料は、機械的接触を避けるために溶解または加熱することによって除去されます。
2. 加工パラメータの正確な制御
低応力での切断:
ワイヤー切断 (WEDM): パルス幅が 10 μs 未満、ピーク電流が 5A 未満のパラメーターを使用して、入熱を低く保ち、表面が再び溶けるのを防ぎます。
ウォータージェット切断: 冷間切断と熱影響を避けるため、圧力は 200 ～ 400 MPa に保たれます。これは、純水またはガーネットなどの研磨剤を加えたウォータージェットを使用して行われます。
積層フライス加工: 厚いサポート システムの場合、短い切込み深さの積層フライス技術 (<0.2mm) and a high feed rate (>500mm/min）を使用することで切削抵抗を分散し、変形のリスクを軽減します。
3. 多くのプロセスを組み合わせて適用する
レーザー機械複合サポート: まず、低出力レーザー (100 W 未満) を使用して、部品とサポートの間の接続を溶かします。-次に、手工具を使用してそれを壊し、機械的ストレスを下げます。たとえば、GE Additive の Concept Laser M2 マシンは、この技術を使用してチタン合金部品を加工します。
化学機械的相乗処理: アルミニウム合金製の部品の場合、最初にアルカリ溶液 (NaOH など) を使用してサポートの一部を溶解します。次に、傷がつかないように、柔らかい研磨布 (ナイロンなど) で構造の残りの部分を磨きます。
3、ツールと材料の選択: 表面を保護するためのバリア
1. 触れない道具
超音波のサポート: 高周波振動 (20～40 kHz) を使用してサポート構造を破壊します。これは、マイクロチャネル システムなどの精密部品に適しています。{0}たとえば、Sonic Mill の超音波サポート システムは、直径 1 mm 未満のサポートを保持できます。
プラズマ エッチングは、Ar/O2 混合ガスなどの低温プラズマを使用してサポート材料を選択的に除去し、サポート材料が互いに接触しないようにするプロセスです。{0}このアプローチは、支持体を持たない表面粗さ Ra のコバルト クロム合金支持体に適用されています。<0.8 μm.
2. 柔らかい工具や曲がりやすい工具
シリコン研磨ヘッド：A Shore 低速回転（500 rpm未満）の硬度30〜50のシリコン研磨ヘッドを使用すると、曲面部分の洗浄や傷を目立ちにくくすることができます。
磁気研磨ソリューション: 強磁性粒子（炭化ケイ素など）を油{0}}または水-ベースの担体に入れ、磁場を使用して粒子を移動させて盲点を研磨します。たとえば、Magnalux の磁気研磨ソリューションは、サポートなしで航空機エンジンのブレードを処理するために利用されています。
3. 低温処理技術
液体窒素冷却フライス加工: フライス加工中に、液体窒素 (-196 度) をサポート材にスプレーして脆化させ、切削抵抗を下げ、ピースが熱くなりすぎないようにします。この方法は、表面硬度の変化が 5% 未満である非支持ニッケル- ベースの高温合金部品に採用されています。
ドライアイスブラストによる洗浄：ドライアイス粒子（-78度）を噴霧するために、高圧気流（0.5〜0.7MPa）が使用されます。これにより、支持構造が脆くなり、脱落するため、複雑な内部経路には適しています。
4、加工後の保護：修理と強化の2つの保証
1. 面固定技術
レーザークラッディング: サポートを除去した後に発生する微細な傷や窪みを修正するために同じ材料が使用されます。クラッド層の厚さは10～50μmから選択でき、基板との結合強度は400MPa以上です。
電気化学研磨: 電解液 (リン酸と硫酸の混合物など) を使用して、対象物の表面に突き出た削りくずを選択的に溶解し、滑らかな仕上げを行います。例えば、電解研磨によりチタン合金部品の表面粗さRaを3.2μmから0.2μmに下げることができます。
2. コーティングからの保護
物理蒸着 (PVD): TiN や CrN などの硬質コーティングを品物の表面に 1 ～ 3 μm の厚さで施すと、耐摩耗性や耐腐食性が大幅に向上します。例えば、TiNコーティング処理後、医療用インプラントの表面硬度は3倍に向上し、摩擦係数は50％低下します。
化成処理: クロム酸塩不動態化などの化学処理により、部品の表面に厚い酸化物が堆積します。これにより、サポートされていないプロセス中の二次汚染が阻止されます。たとえば、クロメート処理後、アルミニウム合金部品は塩水噴霧腐食に 1000 時間以上耐えることができます。