金属 3D プリントが完了した後、一般にどのような後処理ステップが必要ですか?{0}}

1. 粉体の除去とリサイクル: 最初のステップは、「粉体層」から「独立した部品」に移行することです。
SLM テクノロジーやその他の金属 3D プリント法では、粉末を層ごとに溶かしてアイテムを構築します。印刷後、パーツは溶けていない粉末の中に埋もれます。まず、オペレーターは防爆フーバーを使用して、コンポーネントの表面に残った粉末を取り除く必要があります。-次に、粒子のサイズに基づいて再使用できる粉末を回収するために、その粉末をスクリーニング システムに供給する必要があります。たとえば、粒子が 15 ～ 45 ミクロンのチタン合金粉末は、ふるい分け後、90% 以上の回収率で再利用できます。この手順により、材料のコストが削減され、粉末廃棄物が環境に与えるダメージが削減されます。

2. 応力緩和: 部品の曲がりや破損を防ぐために行う最も重要なこと
金属を 3D プリントする場合、急速な加熱と冷却により残留張力が発生する可能性があり、部品が曲がったり、破損したりする可能性があります。ストレスを軽減するには、熱処理が必要です。部品を真空炉または不活性ガスシールド炉に入れ、材料の再結晶温度 (チタン合金の場合は約 600 度) の直下まで加熱し、その温度に数時間保持した後、ゆっくりと冷却します。たとえば、特定の航空機エンジンブレードを印刷した後、応力低減処理により残留応力が 70% 低減されました。これにより、パーツのサイズがより安定しました。

3.部品分離：建築板から個人間までの細かな作業
機械的または電気的処理により、部品と建築ボード間の接続を分離する必要があります。複雑な形状を切断する通常の方法は放電ワイヤ切断 (EDM) を使用する方法ですが、これには長い時間がかかります (1 個あたり約 2 ～ 4 時間)。バンドソーの方が切断速度は速くなります (1 個あたり約 10 ～ 30 分) が、切断するにつれて材料が硬くなるため、切断するのが難しい場合があります。たとえば、自動車部品を製造する会社では、バンドソーを使用してクロム ニッケル鉄合金部品を切断し、その後 CNC フライス加工を使用して分離と精密機械加工の 2 つのプロセスを統合しています。これにより、操作の効率が 50% 向上します。

4. 熱処理：材料の特性を改善するための主要なステップ
熱処理は材料を加熱、断熱、冷却することにより微細構造を変化させ、材料をより強くします。一般的な手順は次のとおりです。

焼鈍：内部応力を取り除き、塑性を良くする（例えば、焼鈍後のアルミニウム合金の伸びを30％増加させる）。
焼き入れと焼き戻し: 物をより硬く、より丈夫にする (焼き入れと焼き戻し後に金型鋼が HRC52 ～ 56 の硬度になるなど)。
溶体化処理：材料を腐食しにくくします（たとえば、溶体化処理後にステンレス鋼を粒子間で腐食しにくくします）。
たとえば、医療機器会社は真空アニーリング処理を施したチタン合金製人工股関節を製造しています。これにより、内部応力が除去されるだけでなく、結晶粒径が小さくなり、疲労寿命が 2 倍になります。

5. 表面処理：見た目と機能の両方を向上させる多次元の最適化
部品をより良くするための最も重要なステップの 1 つは表面処理です。表面が良くなり錆びにくくなり、長持ちします。一般的な方法としては次のようなものがあります。

機械加工：CNC加工や研削などにより寸法誤差を修正します。たとえば、5- 軸リンケージのフライス加工では、特定のエンジン タービン ディスクを印刷した後の真円度誤差が 0.1 mm から 0.02 mm になる可能性があります。
サンドブラスト: 家電企業では、高速の砂流を使用して表面を叩き、酸化層を除去し、質感を均一にしました。{0}チタン合金製電話機枠の表面粗さをサンドブラスト処理によりRa1.6μmまで下げることに成功した。
化学研磨/電気化学研磨: ある医療機器事業者は、表面を化学的に溶解して平滑化することにより、3D プリントされた多孔質インプラントの表面粗さを 6 ～ 12 μm から 0.2 ～ 1 μm に下げました。これにより、細菌がインプラントに付着する可能性が大幅に低下します。
PVD コーティングにより、金型の表面がコーティングなしの場合に比べて 3 倍長持ちします。一方、陽極酸化処理はアルミニウム合金の耐腐食性を高めます。たとえば、陽極酸化処理された航空部品は、塩水噴霧試験で 240 時間ではなく 1000 時間持続します。
6. 熱間静水圧プレス (HIP): 内部欠陥を除去する最良の方法
熱間静水圧プレスは、航空宇宙など、非常に高い信頼性が必要な用途では、加工後に必ず実行する必要があります。{0}このプロセスでは、部品を高圧タンク（最大 100～200MPa）に入れ、1200 度まで加熱します。これにより、材料が曲がり、内部の細孔や微小亀裂が塞がれます。- HIP 処理後、ロケット エンジンのノズルの密度は 99.2% から 99.99% に向上し、疲労強度は 40% 向上しました。

7. 検査とテスト: 品質を確認するための最後のステップ
後処理が完了したら、内部の品質を確認するために非破壊検査（CT スキャンや超音波検査など）を行う必要があります。{{1}たとえば、自動車部品会社は工業用 CT スキャンを使用して 3D-プリントされた水冷ジャケット-の内部流路をチェックし、詰まりや亀裂がないことを確認しています。同時に、機械的性能試験 (引張試験や硬度試験など) や寸法精度試験 (座標測定など) を実施して、部品が設計要件を満たしていることを確認します。