Prima di parlare di sollievo dallo stress, capiamo prima cosa sia lo stress residuo.
Cos'è lo stress residuo?
Lo stress residuo è lo stress che esiste in un oggetto per mantenere l'equilibrio quando non vi è alcun fattore esterno che agisce su di esso. Durante il processo di produzione, le parti saranno influenzate da vari fattori come i processi. Quando questi fattori scompaiono, se gli effetti e gli effetti sopra menzionati sui componenti non possono essere completamente eliminati, rimangono ancora alcuni effetti e influenze sui componenti. L'effetto e l'influenza di questo residuo è lo stress residuo.
Dal punto di vista del lavoro energetico, quando la forza esterna provoca la deformazione plastica dell'oggetto, provocherà la deformazione interna dell'oggetto, accumulando così una parte dell'energia; quando la forza esterna viene eliminata, verrà rilasciata l'energia con una distribuzione di sollecitazione interna irregolare. Se la fragilità dell'oggetto è bassa, l'oggetto si deformerà lentamente e, se la fragilità è elevata, si formeranno delle crepe.
Lo stress residuo è molto comune nella produzione meccanica e lo stress residuo viene spesso generato in vari processi. Sostanzialmente, tuttavia, i meccanismi che generano stress residuo possono essere raggruppati in tre categorie:
La prima categoria è la deformazione plastica non uniforme;
La seconda categoria, variazioni di temperatura irregolari;
La terza categoria riguarda i cambiamenti strutturali disomogenei (transizioni di fase).
Rischi di stress residuo
Dalla classificazione della sollecitazione residua, si può vedere che la sollecitazione residua causerà una lenta deformazione dell'oggetto, con conseguente modifica delle dimensioni dell'oggetto, con conseguente dimensione non qualificata delle parti lavorate. Allo stesso tempo, ha anche un'influenza molto importante sulla sua resistenza alla fatica, alla tensocorrosione, alla stabilità dimensionale e alla durata.
Come eliminare lo stress residuo è una sfida importante nella produzione additiva
Lo stress residuo è anche una delle sfide più importanti per la produzione additiva e, in alcuni casi, lo stress residuo può influenzare così tanto la parte stampata da piegare l'intera piattaforma di stampa, separare la parte dalla piattaforma di stampa o rompere la parte stessa. Questo è uno dei motivi per cui le parti prodotte in modo additivo spesso richiedono l'aggiunta di strutture di supporto. Solo dopo che queste sollecitazioni residue e concentrazioni di sollecitazioni sono state alleviate dal trattamento termico, la parte può essere rimossa dalla piattaforma di formatura.
Attualmente, i metodi tradizionali di eliminazione della produzione includono quattro metodi: trattamento termico, pressatura del carico statico, invecchiamento per vibrazione e trattamento meccanico. A causa delle caratteristiche tecniche della produzione additiva che può essere stampata senza stampi, è possibile considerare l'ottimizzazione della topologia per superare le sollecitazioni residue durante la progettazione del pezzo stesso. Ad esempio, riducendo le aree con spessore irregolare ed evitando il più possibile grandi cambiamenti di sezione; o la progettazione di una piattaforma di formatura di preriscaldamento e di una camera di formatura riscaldata su apparecchiature di stampa 3D può ridurre efficacemente l'impatto dello stress residuo. Tuttavia, in questa fase, come migliorare la distribuzione delle sollecitazioni residue dipende ancora dall'esperienza del progettista, quindi alcune sollecitazioni residue non possono essere evitate.
Lo stress residuo è lo stress che rimane in un materiale solido dopo che tutti i fattori che introducono lo stress sono stati rimossi. Gli stessi meccanismi che possono generare stress residuo nella produzione meccanica tradizionale si applicano alla produzione additiva. Nelle parti strutturali progettate e stampate, sollecitazioni residue impreviste o incontrollabili possono portare a un cedimento prematuro della parte. È particolarmente importante superare efficacemente lo stress residuo nella fabbricazione delle parti.
Software per alleviare lo stress nella stampa 3D
Il software di slicing UPrise3D auto-sviluppato ha sviluppato una funzione di sollievo dallo stress. Attivando questa funzione, il metodo di stampa e il percorso vengono pianificati automaticamente in base alle diverse strutture del modello della parte di scarico delle sollecitazioni per ridurre al minimo l'accumulo di sollecitazioni residue. Nel processo di stampa si può realizzare il controllo della deformazione del modello nella fase di sinterizzazione.
Di seguito è riportata una spiegazione dei casi di stampa con e senza la funzione di riduzione dello stress abilitata dalla stampa:
Dalle parti strutturali si può vedere che dopo l'attivazione della funzione di distensione, non vi è praticamente alcuna deviazione nell'angolo dopo la sinterizzazione. Per le parti strutturali prive della funzione di alleggerimento dello stress, l'ovvia deformazione può essere vista intuitivamente e la deviazione angolare è relativamente ampia.
Per alcuni modelli a parete sottile, può verificarsi una deformazione post-sinterizzazione a causa dell'accumulo di sollecitazioni nella direzione di stampa. Dal confronto dei seguenti due gruppi di campioni a parete sottile, si può notare che dopo l'attivazione della funzione antistress, il prodotto sinterizzato è ovviamente
Il sollievo dallo stress è molto importante nella stampa 3D, terremo in considerazione questo fattore nella stampa, quindi le parti che stampiamo sono stabili al 99% e non sono facili da deformare, torcere, ecc.