Пре него што разговарамо о ослобађању од стреса, хајде да прво разумемо шта је резидуални стрес.
Шта је резидуални стрес?
Преостало напрезање је напон који постоји у објекту да би се одржала равнотежа када на њега не делује спољни фактор. Током процеса производње, на делове ће утицати различити фактори као што су процеси. Када ови фактори нестану, ако се горепоменути ефекти и утицаји на компоненте не могу потпуно елиминисати, још увек остају неки ефекти и утицаји на компоненте. Ефекат и утицај овог остатка је резидуални напон.
Из перспективе енергетског рада, када спољашња сила изазове пластичну деформацију предмета, она ће изазвати унутрашњу деформацију предмета, акумулирајући тако део енергије; када се елиминише спољна сила, енергија са неуједначеном расподелом унутрашњег напрезања ће се ослободити. Ако је ломљивост предмета мала, онда ће се предмет полако деформисати, а ако је кртост велика, настаће пукотине.
Преостало напрезање је врло често у механичкој производњи, а заостало напрезање се често ствара у различитим процесима. У суштини, међутим, механизми који стварају резидуални стрес могу се груписати у три категорије:
Прва категорија је неуједначена пластична деформација;
Друга категорија, неуједначене промене температуре;
Трећа категорија су нехомогене структурне промене (фазни прелази).
Опасности од резидуалног стреса
Из класификације заосталих напрезања, може се видети да ће заостало напрезање проузроковати споро деформисање објекта, што ће резултирати променом величине објекта, што резултира неквалификованом величином обрађених делова. Истовремено, има веома важан утицај на његову заморну чврстоћу, отпорност на корозију под напоном, стабилност димензија и век трајања.
Како елиминисати заостали стрес је важан изазов у производњи адитива
Заостали напон је такође један од најважнијих изазова за адитивну производњу, а у неким случајевима заостали напон може толико утицати на штампани део да савија целу платформу за изградњу, одвоји део од платформе за изградњу или напукне сам део. Ово је један од разлога зашто адитивно произведени делови често захтевају додавање потпорних структура. Тек након што се ова заостала напрезања и концентрације напрезања уклоне топлотном обрадом, део се може уклонити са платформе за формирање.
Тренутно, традиционалне методе елиминације производње укључују четири методе: топлотну обраду, пресовање статичког оптерећења, старење вибрација и механичку обраду. Због техничких карактеристика адитивне производње која се може обликовати без калупа, могуће је размотрити оптимизацију топологије за превазилажење заосталих напрезања приликом пројектовања самог дела. На пример, смањење површина са неуједначеном дебљином и избегавање великих промена попречног пресека што је више могуће; или пројектовање платформе за формирање предгревања и коморе за формирање грејања на опреми за 3Д штампање може ефикасно смањити утицај заосталог напрезања. Међутим, у овој фази, како побољшати дистрибуцију заосталог напрезања и даље зависи од искуства пројектанта, тако да се неки преостали напон не могу избећи.
Преостало напрезање је напон који остаје у чврстом материјалу након што су уклоњени сви фактори који уносе напон. Исти механизми који могу генерисати резидуални напон у традиционалној механичкој производњи примењују се и на адитивну производњу. У пројектованим и штампаним деловима конструкције, неочекивано или неконтролисано заостало напрезање може довести до превременог квара дела. Посебно је важно ефикасно превазићи заостало напрезање у производњи делова.
Софтвер за ублажавање стреса у 3Д штампању
Домаћи софтвер за резање УПрисе3Д, који је самостално развио, развио је функцију ослобађања од стреса. Укључивањем ове функције, метод и путања штампања се аутоматски планирају у складу са различитим структурама модела дела за ублажавање напрезања како би се минимизирало акумулирање заосталог напрезања. У процесу штампања може се реализовати контрола деформације модела у кораку синтеровања.
Следи објашњење кућишта за штампање са и без функције за ублажавање стреса која је омогућена штампањем:
Из конструктивних делова се види да након укључивања функције растерећења напона у основи нема одступања угла након синтеровања. За конструкцијске делове без функције растерећења напона, очигледна деформација се може видети интуитивно, а одступање угла је релативно велико.
Код неких модела са танким зидовима може доћи до деформације након синтеровања услед акумулације напрезања у правцу штампања. Из поређења следеће две групе узорака танких зидова може се видети да након укључивања функције за ублажавање напона, синтеровани производ је очигледно
Ослобађање од стреса је веома важно у 3Д штампању, овај фактор ћемо узети у обзир у штампању, тако да су делови које штампамо 99 одсто стабилни, и није их лако деформисати, уврнути итд.