论机加工对经化学精加工的钛基EBM3D打印零件的影响

aau讯（编辑 卢晶）据外媒报道，比利时科学家近日对3D打印零件进行了一项独特的研究，即“ 机械加工对经过化学精加工的Ti6A14V电子束熔融零件的影响”。通过研究，科学家表示3D打印在医学、航空航天、建筑等众多领域产生了积极影响，同时，随着技术不断创新，面临的挑战也不断增多，而这无疑会带来更多值得学习的知识。

据了解，该项研究的重点是使用电子束熔融技术（EBM）打印钛合金（Ti6Al4V），这一生产面临着一些挑战，主要是处理粗糙度，以降低必要抗疲劳性，此类缺陷可能很常见，这在一定程度上会阻碍用户使用这项新技术。

在这一生产过程中，通常需要进行精加工以确保最佳性能，可采用其它工艺进一步精加工表面：

喷丸处理（工厂广泛采用的一种表面强化工艺）

摩擦修整

振动整理

常规加工

激光打磨

形状自适应研磨

化学蚀刻、电化学抛光和等离子电解抛光等电化学处理

（a）样本设计和坐标轴；（b）结果零件的几何形状

据研究员透露，他们比较了在机械加工之前和之后经过化学精加工的Ti6Al4V EBM零件的粗糙度，然后打印了样品并进行了评估。使用Arcam A2机器进行打印，并测量圆柱度和粗糙度来评估零件与核心表面。

实验步骤

算术粗糙度[μm]

在实验和比较常规加工对化学精加工的影响时，研究人员采用了四个步骤：

初步分析

第一次化学蚀刻

机器人铣削加工

第二次化学蚀刻

通过算术，得出粗糙度受第一次化学蚀刻的影响最小，显示降低了2.5％。

研究团队表示：“在经过机器人铣削加工后，粗糙度大大降低，某些零件的结果<0.5μm（减少了97％）。 最后的粗糙度结果可以预见，根据接触表面Ra <1.6μm的标准要求，对处理零件的气缸要求很高。”<>

最终，总粗糙度测量的结论与初始化学蚀刻中的RA相同，显示出减少了6.5％，而机器人铣削加工减少了95％.

这些测量仅在两个部分进行。因此，进行分析并预先用更多的机器人自动铣削零件来进行化学蚀刻，以评估Rt方面的化学蚀刻对机器人铣削的影响。

总粗糙度[μm]

Ra [μm]和Rt [μm]的互补测量

“即使零件来自构建版的同一区域，原始零件的圆柱度也是不均匀的（σ= 0.027 mm，平均圆柱度为0.062 mm）。第一次化学蚀刻并没有改变这些结果。但是，由于工艺本身，自动铣削会使零件的圆柱度降低300％，化学蚀刻不会降低圆柱度，而机器人铣削会降低圆柱度。”研究人员总结说。

研究人员表示：“该工艺非常有前途，因为它可处理任何形状的零件，而且不会在零件表面上产生应力。但是，不可能达到机械铣削后的粗糙度。此外，在对零件的芯材进行化学蚀刻之后，Rt增加并且表面变钝。这需要进行更多分析，以评估这种外观变化是否与零件表面材料的冶金学变化有关。”

【点评】迄今为止，钛一直是许多研究的来源，从生物打印中的支架评估到医疗设备测试，改进的3D打印植入物等等。从机械工程到医疗项目，钛材料有许多优点，且在3D打印方面应用范围很广，基于此，由3D打印金属钛合金的应用正悄无声息的引领下一次工业革命。

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