PL233190B1 - Method for additive production of three-dimensional objects - Google Patents
Method for additive production of three-dimensional objectsInfo
- Publication number
- PL233190B1 PL233190B1 PL423442A PL42344217A PL233190B1 PL 233190 B1 PL233190 B1 PL 233190B1 PL 423442 A PL423442 A PL 423442A PL 42344217 A PL42344217 A PL 42344217A PL 233190 B1 PL233190 B1 PL 233190B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- support structures
- alloys
- etching
- supports
- titanium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania addytywnego trójwymiarowych obiektów, w którym stosuje się usuwanie struktur podporowych poprzez obróbkę chemiczną lub elektrochemiczną.The subject of the invention is a method of additive production of three-dimensional objects, in which the removal of support structures by chemical or electrochemical treatment is used.
Metody druku 3D, takie jak metoda selektywnego stapiania laserowego (ang. selective laser melting SLM), selektywnego stapiania wiązką elektronów (ang. electron beam melting EBM), umożliwiają otrzymywanie skomplikowanych elementów ze stopów metali, niemożliwych lub nieekonomicznych do wytworzenia innymi metodami. Metody te polegają na scalaniu warstw proszku przy użyciu wiązki światła laserowego lub wiązki elektronów. Proces realizuje się tak, że rozprowadza się cienką warstwę proszku, po którego powierzchni jest prowadzona wiązka laserowa/wiązka elektronów zgodnie z wprowadzonymi wcześniej informacjami dotyczącymi kolejnych warstw przekroju poprzecznego wytwarzanego przedmiotu. Dobór odpowiednich parametrów wiązki laserowej/elektronów pozwala na stopienie lub spieczenie w ściśle określonych obszarach warstwy proszku. Operację tę powtarza się dla kolejnych warstw proszku. Typowo stosuje się proszki metaliczne, takie jaki tytan techniczne czysty, stop TiCP, stopy niklu typu Inconel 718 i 625, stal, w tym stale austenityczne i typu maraging, oraz inne stopy metaliczne i kompozyty ceramika-metal.3D printing methods, such as the method of selective laser melting SLM, and electron beam melting EBM, make it possible to obtain complex elements from metal alloys, impossible or uneconomical to produce by other methods. These methods combine powder layers using a laser beam or an electron beam. The process is carried out in such a way that a thin layer of powder is spread over the surface of which a laser beam / electron beam is guided according to the previously entered information regarding the successive layers of the cross-section of the manufactured object. The selection of appropriate parameters of the laser beam / electrons allows for melting or sintering in precisely defined areas of the powder layer. This operation is repeated for subsequent layers of powder. Metallic powders such as pure technical titanium, TiCP alloy, Inconel 718 and 625 nickel alloys, steel including austenitic and maraging steels, and other metallic alloys and ceramic-metal composites are typically used.
Ze względu na charakterystykę tych metod wytwarzania otrzymanie niektórych kształtów geometrycznych jest niemożliwe bez zastosowania struktur podporowych. Rolą struktur podporowych jest zachowanie sztywności uniemożliwiającej odkształcenie wytwarzanego obiektu (modelu) podczas procesu wytwarzania i odprowadzanie ciepła od kolejno wytwarzanych warstw. Po zakończeniu druku 3D struktury podporowe muszą zostać usunięte. Usuwanie tych struktur stanowi proces bardzo czasochłonny i pracochłonny, dlatego silnie rozwijane są metody automatyzacji tej procedury.Due to the characteristics of these manufacturing methods, obtaining certain geometric shapes is impossible without the use of support structures. The role of supporting structures is to maintain stiffness that prevents deformation of the manufactured object (model) during the production process and to remove heat from the successively produced layers. After 3D printing is completed, the support structures must be removed. Removal of these structures is a very time-consuming and labor-consuming process, therefore methods of automating this procedure are being developed strongly.
Obecnie najprostszymi i najpowszechniejszymi metodami usuwania struktur podporowych jest obróbka skrawaniem lub metoda elektroiskrowa. Relatywnie nową metodą jest usuwanie struktur podporowych przez obróbkę chemiczną lub elektrochemiczną. Polega ona na poddawaniu wytworzonego modelu, razem ze strukturami podporowymi, działaniu wytrawiających środków chemicznych. Typowo stosuje się mieszaniny kwasów utleniających (dla obiektów wytwarzanych z tytanu lub stali) lub stężonych ługów (dla obiektów wytwarzanych ze stopów aluminium), tak żeby produkty reakcji łatwo ulegały rozpuszczeniu w roztworze. Materiał podpór może być identyczny z materiałem modelu - wtedy ulega on trawieniu razem z podporami, ulegając pomniejszeniu, albo podpory mogą być wykonane z materiału o niższej odporności chemicznej.Currently, the simplest and most common methods of removing support structures are machining or EDM. A relatively new method is the removal of support structures by chemical or electrochemical treatment. It consists in subjecting the produced model, together with support structures, to the action of etching chemicals. Mixtures of oxidising acids (for items made of titanium or steel) or concentrated lyes (for items made of aluminum alloys) are typically used so that the reaction products are readily dissolved in solution. The material of the supports may be identical to the material of the model - then it is etched together with the supports, becoming smaller, or the supports may be made of a material with lower chemical resistance.
Tradycyjnie struktury podporowe można podzielić na punktowe, liniowe i powierzchniowe, tworzone na kształt kratownicy. Pierwsze i drugie, ze względu na łatwy dostęp odczynnika trawiącego, są łatwo usuwane chemicznie. Najlepiej jednak pełnią swoją funkcję struktury masywne. Takie struktury stanowią jednak główny problem podczas trawienia. Żeby ułatwić oddzielenie struktury podporowej od obiektu wytwarzanego struktury podporowe są zwieńczone zazwyczaj szeregiem zębów, wytwarzanych w formie trapezów albo trójkątów. Osłabia to podporę w miejscu łączenia z obiektem i pozwala na łatwiejsze oddzielenie.Traditionally, support structures can be divided into point, line, and surface structures, formed in the shape of a truss. The first and second, due to the easy access of the etching reagent, are easily removed chemically. However, massive structures perform their function best. Such structures are, however, a major problem during digestion. In order to facilitate the separation of the support structure from the manufactured object, the support structures are usually topped with a series of teeth, produced in the form of trapezoids or triangles. This weakens the support at the point of connection with the object and allows for easier separation.
W publikacji (Dissolvable metal supports for printed metal parts, Lefky, 2016) opisano metodę LENS, w której materiał podporowy stanowiła stal węglowa, a stal nierdzewna otrzymywany obiekt. Podobna koncepcja została zaprezentowana przez tego samego autora dla metody laserowego przetapiania (Dissolvable Supports in Powder Bed Fusion-Printed Stainless Steel, Lefky, 2017). W tym wypadku zastosowano nawęglanie całości otrzymanego modelu razem z podporami. Warstwa nawęglona miała pogorszoną odporność korozyjną i ulegała wytrawieniu w dobranym odczynniku. Głębokość nawęglania wynosiła około 200 mikrometrów, co pozwoliło na nawęglenie podpór na wskroś. Uzyskanie zmienionego składu chemicznego na wskroś struktur podporowych pozwoliło na ich całkowite rozpuszczenie, przy kontrolowanym ubytku właściwego modelu (grubość warstwy nawęglanej).The publication (Dissolvable metal supports for printed metal parts, Lefky, 2016) describes the LENS method, in which the support material was carbon steel and the stainless steel was the object. A similar concept was presented by the same author for the laser remelting method (Dissolvable Supports in Powder Bed Fusion-Printed Stainless Steel, Lefky, 2017). In this case, the entire obtained model was carburized together with the supports. The carburized layer had a deteriorated corrosion resistance and was etched in the selected reagent. The carburizing depth was about 200 micrometers, which allowed the supports to be carburized through and through. Obtaining a changed chemical composition throughout the support structures allowed for their complete dissolution, with a controlled loss of the proper model (thickness of the carburized layer).
Metoda pierwsza jest niemożliwa do zastosowania w SLM lub EBM ze względu na brak możliwości stosowania więcej niż jednego materiału podczas jednego procesu wytwarzania. Druga metoda wymaga wielogodzinnej obróbki cieplnej, dodatkowo nie jest możliwa do zastosowania dla materiałów, których temperatura obróbki poprocesowej jest niższa (proces utwardzania stali typu maraging), niż temperatura nawęglania.The first method is not applicable in SLM or EBM due to the lack of possibility to use more than one material during one production process. The second method requires many hours of heat treatment, in addition, it is not applicable to materials whose post-processing temperature is lower (the hardening process of maraging steel) than the carburizing temperature.
Alternatywnie stosuje się roztwór trawiący, który trawi zarówno model, jak i podpory. Ze względu na wielokrotnie mniejszą grubość podpór ulegają one wytrawieniu szybciej niż właściwy model (Untersuchungen zum automatisierten Entstutzen SLM-gefertigter Bauteile, Schmithusen, 2017). ProAlternatively, an etching solution is used that etches both the model and the supports. Due to the much smaller thickness of the supports, they are etched faster than the actual model (Untersuchungen zum automatisierten Entstutzen SLM-gefertigter Bauteile, Schmithusen, 2017). Pro
PL 233 190 B1 blemem w przypadku tego rozwiązania jest niejednorodność trawienia struktur podporowych w większych modelach. Struktury podporowe przy krawędziach trawią się szybciej, niż znajdujące się wewnątrz. Związane jest to z niejednorodną szybkością usuwania produktów korozji i dostępu odczynnika trawiącego. Dodatkowo, ze względu na wydłużony czas trawienia podpór, cienkie elementy wytwarzanego obiektu ulegają zniszczeniu, a krawędzie zaokrąglaniu. W rezultacie, przy zastosowaniu tradycyjnych podpór elementy modelu poniżej 1,5 mm mogą ulec całkowitemu wytrawieniu. Podczas reakcji typowych par stop trawiony - odczynnik trawiący, takich jak: tytan technicznie czysty z mieszaniną kwasu azotowego i fluorowodorowego, silumin AlSi12 z roztworem wodorotlenku sodu, Inconel 718 z kwasem chlorowodorowym i chlorkiem żelaza (III), głównym produktem są rozpuszczalne sole metali i wodór. Intensywne wydzielanie gazowego wodoru wypycha roztwór ze struktur podporowych powodując nierównomierne ich usuwanie. Ponadto powstawanie stałych produktów, jak np. złogi krzemu podczas trawienia siluminu, dodatkowo zwiększa niestabilność procesu.A problem with this solution is the inhomogeneity of the etching of the support structures in the larger models. The supporting structures at the edges etch faster than those on the inside. It is related to the heterogeneous rate of removal of corrosion products and access of the etching reagent. Additionally, due to the extended etching time of the supports, thin elements of the manufactured object are destroyed and the edges are rounded. As a result, when using traditional supports, elements of the model smaller than 1.5 mm can be completely etched. During the reaction of typical pairs of etched alloy - etching reagent, such as: technically pure titanium with a mixture of nitric and hydrofluoric acid, silumin AlSi12 with sodium hydroxide solution, Inconel 718 with hydrochloric acid and iron (III) chloride, the main product is soluble metal salts and hydrogen . The intense evolution of hydrogen gas pushes the solution out of the support structures, causing their uneven removal. In addition, the formation of solid products such as silicon deposits during the etching of silumin further increases the instability of the process.
Ponadto rachunek ekonomiczny każe tworzyć struktury kratownicowe oraz struktury punktowe i liniowe, w przypadku których zużywa się minimalną ilość materiału przy zachowaniu niskiej porowatości pojedynczej belki. Jednocześnie jednak wysoka porowatość struktur podporowych jest warunkiem szybkiego trawienia.Moreover, the economic calculation requires the creation of truss structures, as well as point and line structures, in which the minimum amount of material is used while maintaining the low porosity of a single beam. At the same time, however, the high porosity of the support structures is a prerequisite for rapid etching.
Sposób według wynalazku rozwiązuje nakreślone wyżej problemy.The method according to the invention solves the problems outlined above.
Sposób wytwarzania addytywnego trójwymiarowych obiektów z metali i ich stopów w procesie stapiania kolejnych warstw materiału stopowego w formie proszku wiązką lasera lub wiązką elektronów, z wytworzeniem właściwego obiektu i struktur podporowych, które następnie oddziela się od właściwego obiektu przez chemiczne lub elektrochemiczne wytrawianie materiału, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wytwarza się struktury podporowe charakteryzujące się przepuszczalnością powyżej 10-10 m2 mierzoną w co najmniej jednym kierunku prostopadłym do płaszczyzny wyznaczonej przez warstwę nakładanego proszku, porowatością podpór od 0,01% do 50%, grubością poniżej 500 μm, przy czym odległość między kolejnymi podporami wynosi co najwyżej 2 mm.A method of additive production of three-dimensional objects from metals and their alloys in the process of fusing successive layers of the alloy material in the form of a powder with a laser beam or an electron beam, to produce the proper object and support structures, which are then separated from the actual object by chemical or electrochemical etching of the material, according to the invention characterized by the fact that the production of support structures is characterized by a permeability of more than 10-10 m 2 measured in at least one direction perpendicular to the plane defined by the layer of the applied powder, the porosity of the supports from 0.01% to 50%, with a thickness of less than 500 μm, the distance between consecutive supports is at most 2 mm.
Korzystnie właściwy obiekt oddziela się od struktur podporowych przez chemiczne wytrawianie wspomagane ultradźwiękami lub trawienie elektrochemiczne.Preferably, the actual object is separated from the support structures by ultrasonically assisted chemical etching or electrochemical etching.
Korzystnie wytwarza się struktury podporowe bezpośrednio wspierające właściwy obiekt o zdefiniowanej powyżej charakterystyce i o wysokości co najwyżej 20 mm. Na pozostałej wysokości wytwarza się natomiast struktury podporowe o większej grubości i niższej porowatości. Pozwala to na oszczędność materiału i zachowanie dobrej sztywności struktur podporowych.Preferably, support structures are produced which directly support the object in question with the characteristics defined above and with a height of at most 20 mm. At the remaining height, on the other hand, support structures of greater thickness and lower porosity are produced. This allows you to save material and maintain good stiffness of the supporting structures.
Korzystnie właściwy obiekt i struktury podporowe wytwarza się z tworzyw metalicznych takich jak: czysty tytan lub stopy tytanu, gdzie zawartość tytanu wynosi co najmniej 70% at., stopy żelazo-węgiel o zawartości węgla do 2,1% (np. stal austenityczna, stal martenzytyczna, stal ferrytyczna, stal ferrytyczno-austenityczna), nadstopy na osnowie: niklu, chromu, kobaltu, molibdenu (np. Inconel 718, Inconel 725, Inconel 625, Haynes 625, Hastelloy X), stopy kobalt-chrom i kobalt-chrom-molibden, stopy na osnowie aluminium (np. silumin AlSi12, AlSi10Mg5), stopy na osnowie miedzi, takie jak brązy (np. CuSn8, CuSn6) i mosiądze (np. CuZn15Sn5), czysty magnez i jego stopy (np. MgCa0.8, MgCa3), tantal, szkła metaliczne (np. FeSiBCCr lub ZrCuAlNb), metale szlachetne (np. platyna, złoto, srebro), kompozyty metaliczne wzmacniane cząstkami ceramicznymi, takimi jak np. AI2O3, ZrO2 gdzie zawartość ceramiki wynosi min. 0,5% obj.Preferably, the actual object and support structures are made of metallic materials such as pure titanium or titanium alloys, where the titanium content is at least 70 at.%, Iron-carbon alloys with a carbon content of up to 2.1% (e.g. austenitic steel, steel martensitic, ferritic steel, ferritic-austenitic steel), superalloys based on: nickel, chromium, cobalt, molybdenum (e.g. Inconel 718, Inconel 725, Inconel 625, Haynes 625, Hastelloy X), cobalt-chrome and cobalt-chrome alloys molybdenum, aluminum-based alloys (e.g. AlSi12, AlSi10Mg5 silumin), copper-based alloys such as bronze (e.g. CuSn8, CuSn6) and brass (e.g. CuZn15Sn5), pure magnesium and its alloys (e.g. MgCa0.8, MgCa3), tantalum, metallic glasses (e.g. FeSiBCCr or ZrCuAlNb), precious metals (e.g. platinum, gold, silver), metallic composites reinforced with ceramic particles, such as e.g. Al2O3, ZrO2 where the ceramics content is min. 0.5 vol.%
Korzystnie właściwy obiekt i struktury podporowe wytwarza się ze stopów zawierających co najmniej 70% atomowo tytanu, a jako odczynnik trawiący stosuje się mieszaninę HF i HNO3 w stężeniu odpowiednio od 1% do 10% i 2 do 20%.Preferably, the actual body and support structures are made of alloys containing at least 70 atomic% titanium, and the etching reagent is a mixture of HF and HNO3 in a concentration of 1% to 10% and 2 to 20%, respectively.
Korzystnie właściwy obiekt i struktury podporowe wytwarza się ze stopów zawierających co najmniej 60% atomowo niklu i żelaza, a jako odczynnik trawiący stosuje się mieszaninę HCl i FeCh w stężeniu odpowiednio od 1% do 20% i 1 do 30%.Preferably, the actual body and support structures are made of alloys containing at least 60 atom% nickel and iron, and the etching reagent is a mixture of HCl and FeClh in a concentration of 1% to 20% and 1 to 30%, respectively.
Korzystnie właściwy obiekt i struktury podporowe wytwarza się ze stopów zawierających co najmniej 60% atomowo niklu i żelaza, a jako odczynnik trawiący stosuje się mieszaninę H2SO4 i CH3OH w stosunku objętościowym odpowiednio od 1/8 do 1/2.Preferably, the actual body and support structures are made of alloys containing at least 60 atom% nickel and iron, and the etching reagent is a mixture of H2SO4 and CH3OH in a volume ratio of 1/8 to 1/2, respectively.
Korzystnie właściwy obiekt i struktury podporowe wytwarza się ze stopów zawierających co najmniej 80% atomowo aluminium, a jako odczynnik trawiący stosuje się roztwór NaOH lub KOH w stężeniu 5-50% w temperaturze 30-80°C.Preferably, the actual body and support structures are made of alloys containing at least 80 atom% aluminum, and a 5-50% NaOH or KOH solution at a temperature of 30-80 ° C is used as etching reagent.
Struktury podporowe zgodne z wynalazkiem charakteryzują się przepuszczalnością zapewniającą odprowadzanie produktów korozji i porowatością zapewniającą znikomy spadek sztywności przy znacznym wzroście szybkości trawienia. Opcjonalnie można stosować podpory według wynalazkuThe support structures according to the invention are permeable to remove corrosion products, and porous to provide a negligible drop in stiffness with a significant increase in etching speed. Optionally, supports according to the invention can be used
PL 233 190 B1 w połączeniu z tradycyjnymi podporami litymi, których wytwarzanie jest szybsze. W takiej sytuacji bezpośrednio z modelem styka się podpora rozpuszczalna, wspierana do platformy roboczej tradycyjnym systemem. Pozwala to na łatwe oddzielenie podpór i ograniczenie zużycia proszku.In combination with traditional solid supports, the production of which is faster. In such a situation, the soluble support directly contacts the model, supported by a traditional system. This allows the supports to be separated easily and the powder consumption is reduced.
Do obliczania przepuszczalności struktur podporowych można zastosować procedurę opisaną w literaturze (The influence of pore size variation on the pressure drop in open-cell foams, Skibiński, 2015).To calculate the permeability of support structures, the procedure described in the literature can be used (The influence of pore size variation on the pressure drop in open-cell foams, Skibiński, 2015).
W znanych rozwiązaniach sterowanie procesem trawienia struktur podporowych bazuje na doborze warunków trawienia tj. składu chemicznego trawianta, czasu trawienia, temperatury itd., natomiast same struktury podporowe są wytwarzane w tradycyjny sposób, a ich geometria i mikrostruktura pozostają niezmienione. Obecny wynalazek zmienia to podejście, proponując wytwarzanie cienkich, porowatych i gęsto rozmieszczonych podpór, zamiast niewielkiej liczby masywnych struktur podporowych. W rezultacie uzyskuje się przyspieszenie procesu trawienia, co jest korzystne ze względu na mniejszą redukcję właściwego modelu i lepsze odwzorowanie geometryczne.In the known solutions, the control of the etching process of support structures is based on the selection of etching conditions, i.e. the chemical composition of the etching agent, etching time, temperature, etc., while the support structures themselves are manufactured in a traditional way, and their geometry and microstructure remain unchanged. The present invention changes this approach by proposing to produce thin, porous and densely spaced supports, rather than a small number of massive support structures. As a result, an acceleration of the etching process is achieved, which is advantageous in terms of a lower reduction of the actual model and a better geometric representation.
Na Fig. 1 rysunku przedstawiono model z podporami wytworzony zgodnie z Przykładem 1, a na Fig. 2 przedstawiono element silnika cieplnego wytworzony zgodnie z Przykładem 2.Fig. 1 of the drawing shows a model with supports manufactured according to Example 1, and Fig. 2 shows a thermal engine component manufactured according to Example 2.
Sposób według wynalazku został bliżej przedstawiony w przykładach.The method according to the invention is illustrated in the examples.
P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1
W trakcie doświadczeń wykorzystano dwa materiały: tytan technicznie czysty (TiCP) i silumin A1SU2. Z każdego z tych materiałów wytworzono obiekt w kształcie sześcianu o boku 20 mm ułożony ścianą równolegle do płaszczyzny wyznaczonej nakładaną warstwą proszku, na podporach o wysokości 10 mm. Struktura podporowa składała się z równolegle ułożonych płyt o grubości określonej pojedynczym przejściem lasera o mocy 50 W i z prędkością 400 mm/s dla TiCP i 60 W i 600 mm/s dla AlSi12 tj. odpowiednio 90 i 120 mikrometrów, jak przedstawiono na rysunku. Zastosowano stop TiCP o porowatości 11% i stop AlSi12 o porowatości 9%. Odległość płyt została ustawiona na 500 μm. Przepuszczalność podpory została obliczona na 5*10-7 m2 Zwieńczenie struktury podporowej bezpośrednio stykające się z modelem miało formę trapezów o wysokości 1 mm, długości podstawy przy modelu 50 μm, długości podstawy przy strukturze podporowej 100 μm ustawionych kolejno co 350 μm. Gotowy model ze stopu AlSi12 ze strukturami podporowymi wstępnie oczyszczono w płuczce ultradźwiękowej w wodzie destylowanej, a następnie umieszczono w komorze reakcyjnej i dodano środek trawiący, którym był roztwór NaOH o stężeniu 10%. Trawienie prowadzono w temperaturze 80°C, w czasie minimalnym niezbędnym do oddzielenia modelu, który wynosił 8 minut. Ubytek masy obiektu wytwarzanego wynosił 0,21 g.Two materials were used during the experiments: technically pure titanium (TiCP) and silumin A1SU2. From each of these materials, an object in the shape of a cube with a side of 20 mm was produced, placed with a wall parallel to the plane defined by the applied layer of powder, on supports 10 mm high. The support structure consisted of parallel plates with a thickness defined by a single 50 W laser pass and a speed of 400 mm / s for TiCP and 60 W and 600 mm / s for AlSi12, i.e. 90 and 120 micrometers, respectively, as shown in the figure. A TiCP alloy with a porosity of 11% and an AlSi12 alloy with a porosity of 9% were used. The plate distance was set to 500 µm. The permeability of the support was calculated at 5 * 10 -7 m 2. The top of the support structure directly in contact with the model was in the form of trapeziums 1 mm high, the base length for the 50 μm model, the base length for the support structure 100 μm set consecutively every 350 μm. The finished AlSi12 alloy model with support structures was pre-cleaned in an ultrasonic cleaner with distilled water, then placed in the reaction chamber and the etching agent was added, which was a 10% NaOH solution. Digestion was carried out at 80 ° C, during the minimum time necessary to separate the model, which was 8 minutes. The mass loss of the manufactured object was 0.21 g.
Gotowy model ze stopu TiCP ze strukturami podporowymi wstępnie oczyszczono w płuczce ultradźwiękowej w wodzie destylowanej, a następnie umieszczono w komorze reakcyjnej i dodano środek trawiący, którym był roztwór 1,3% HF i 9% HNO3,. Trawienie prowadzono w temperaturze 80°C, w czasie minimalnym niezbędnym do oddzielenia modelu, który wynosił 6 minut. Ubytek masy obiektu wytwarzanego wynosił 0,51 g.The finished TiCP alloy model with support structures was pre-cleaned in an ultrasonic bath with distilled water, then placed in the reaction chamber and the etching agent was added, which was a solution of 1.3% HF and 9% HNO3. The digestion was carried out at the temperature of 80 ° C, during the minimum time necessary to separate the model, which was 6 minutes. The mass loss of the manufactured object was 0.51 g.
Dla celów porównawczych wytworzono z tych samych materiałów takie same modele w kształcie sześcianu, z tą różnicą, że struktury podporowe były ułożone w standardowy sposób tzn. w sposób krzyżujących się ścian, przy zachowaniu identycznych odległości między ścianami tj. 500 μm. Dla modelu ze stopu TiCP minimalny czas trawienia wyniósł 20 minut, przy ubytku masy obiektu wytwarzanego 4,2 g, a dla modelu ze stopu AlSi12 minimalny czas trawienia wyniósł 96 minut, przy ubytku masy obiektu wytwarzanego 2,61 g.For comparative purposes, the same cube-shaped models were produced from the same materials, with the difference that the supporting structures were arranged in a standard way, i.e. in the manner of intersecting walls, while maintaining the same distances between the walls, i.e. 500 μm. For the TiCP alloy model, the minimum etching time was 20 minutes, with the weight loss of the manufactured object of 4.2 g, and for the model made of the AlSi12 alloy, the minimum etching time was 96 minutes, with the weight loss of the manufactured object of 2.61 g.
P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2
Innym przykładem wykonania jest element silnika cieplnego z TiCP. Podpory w kształcie słupków o średnicy 500 μm i porowatości 12% zostały wytworzone przy parametrach 40 W i 500 mm/s. Odległość między podporami wynosiła 2000 μm, a wyznaczona przepuszczalność na 10-9 m2. Na fig. 2 przedstawiono wytworzony obiekt razem z podporami. Następnie obiekt wypłukano w wodzie destylowanej przez 10 min, następnie dwa razy po 3 min w rr. 1,3% HF i 9% HNO3. Na fig. 3 przedstawiono obiekt po obróbce chemicznej. Jak widać na rysunku obiekt wytwarzany cechuje się szeregiem cienkościennych elementów pełniących funkcję wymiennika ciepła, które nie uległy wytrawieniu w trakcie procesu. Nie byłoby to możliwe przy wykorzystaniu tradycyjnych podpór.Another embodiment is a TiCP heat engine component. The column-shaped supports with a diameter of 500 μm and a porosity of 12% were produced at the parameters of 40 W and 500 mm / s. The distance between the supports was 2000 μm, and the permeability was determined to be 10 -9 m 2 . Fig. 2 shows the manufactured object together with the supports. Then, the object was rinsed in distilled water for 10 minutes, then twice for 3 minutes each year. 1.3% HF and 9% HNO3. Figure 3 shows the object after the chemical treatment. As can be seen in the figure, the manufactured object is characterized by a series of thin-walled heat exchanger elements that were not etched during the process. This would not be possible with traditional supports.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL423442A PL233190B1 (en) | 2017-11-13 | 2017-11-13 | Method for additive production of three-dimensional objects |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL423442A PL233190B1 (en) | 2017-11-13 | 2017-11-13 | Method for additive production of three-dimensional objects |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL423442A1 PL423442A1 (en) | 2019-05-20 |
| PL233190B1 true PL233190B1 (en) | 2019-09-30 |
Family
ID=66519055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL423442A PL233190B1 (en) | 2017-11-13 | 2017-11-13 | Method for additive production of three-dimensional objects |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL233190B1 (en) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8318076B2 (en) * | 2010-06-15 | 2012-11-27 | 3D Systems, Inc. | Selective deposition modeling methods for improved support-object interface |
| US8459280B2 (en) * | 2011-09-23 | 2013-06-11 | Stratasys, Inc. | Support structure removal system |
| US10286603B2 (en) * | 2015-12-10 | 2019-05-14 | Velo3D, Inc. | Skillful three-dimensional printing |
| CN106273516B (en) * | 2016-10-26 | 2019-01-15 | 青岛理工大学 | Forming window for high-speed continuous photocuring 3D printing |
-
2017
- 2017-11-13 PL PL423442A patent/PL233190B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL423442A1 (en) | 2019-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Çakır | Chemical etching of aluminium | |
| Scherillo | Chemical surface finishing of AlSi10Mg components made by additive manufacturing | |
| Dong et al. | Investigation of electrochemical post-processing procedure for Ti-6Al-4V lattice structure manufactured by direct metal laser sintering (DMLS) | |
| Landolt et al. | Electrochemical micromachining, polishing and surface structuring of metals: fundamental aspects and new developments | |
| Çakır et al. | Chemical etching of Cu-ETP copper | |
| Mingear et al. | Effect of process parameters and electropolishing on the surface roughness of interior channels in additively manufactured nickel-titanium shape memory alloy actuators | |
| US20100304178A1 (en) | Carrier material for producing workpieces | |
| Saraf et al. | Photochemical machining of a novel cardiovascular stent | |
| Maffia et al. | Selective laser melting of NiTi stents with open-cell and variable diameter | |
| Scherillo et al. | Chemical surface finishing of electron beam melted Ti6Al4V using HF-HNO3 solutions | |
| Misal et al. | Investigation on surface roughness of Inconel 718 in photochemical machining | |
| Shrivastava et al. | Electropolishing of Inconel 718 manufactured by laser powder bed fusion: Effect of heat treatment on hardness, 3D surface topography and material ratio curve | |
| Murzin et al. | Influence of conditions of the samples fixation on the intensity of the nanoporous structure formation in the metallic material by laser action with thermocycling | |
| Nielsen | OBSERVATIONS AND THOUGHTS ON STRESS CORROSION MECHANISMS ASTM 1970 GILLETT MEMORIAL LECTURE | |
| Thorat et al. | Investigation on surface integrity of Co-Cr L605 alloy in photochemical machining | |
| PL233190B1 (en) | Method for additive production of three-dimensional objects | |
| Akbay et al. | Productıon and cleaning of lattice structures used in the space and aerospace industry with metal additive manufacturing method | |
| Milewski et al. | Development of a near net shape processing method for rhenium using directed light fabrication | |
| EP3962682A1 (en) | Method for additive manufacturing of three-dimensional objects | |
| Näth et al. | Structuring of nanoporous nickel-based superalloy membranes via laser etching | |
| Li et al. | Improving surface quality and machining efficiency of microgrooves by WECMM in H3PO4-C2H5OH solution | |
| Pawel | Assessment of cavitation–erosion resistance of 316LN stainless steel in mercury as a function of surface treatment | |
| JP2009052078A (en) | Method for etching metal glass material, and etching liquid | |
| US8236190B2 (en) | Recast removal method | |
| Thorat et al. | Design, analysis and manufacturing of Bare Metal Coronary Stent using PCM |