Le pré-polissage agit comme une étape corrective critique qui comble le fossé entre la rugosité de l'impression 3D et la précision requise pour le formage. En utilisant du papier de verre de haute précision sur les pièces de fusion sélective par lit de poudre laser (LPBF), vous éliminez mécaniquement les artefacts de fabrication inhérents — spécifiquement les effets d'escalier et la poudre non fondue adhérente — pour créer une surface sans défaut.
Idée clé : La fidélité du formage thermoplastique (TPF) est strictement limitée par la qualité de l'interface initiale. Le pré-polissage élimine les barrières physiques, permettant au verre métallique massif à base de zirconium de reproduire les textures fines du moule avec une grande uniformité et précision.
Répondre aux limitations des pièces telles qu'imprimées
Le résultat brut d'un processus LPBF est rarement adapté au formage de haute précision immédiatement après l'impression.
Élimination de l'effet "escalier"
La fabrication additive construit les pièces couche par couche, ce qui entraîne une topographie microscopique en escalier sur les surfaces courbes ou inclinées.
Le papier de verre de haute précision lisse efficacement ces arêtes. Cela aplatit la géométrie pour correspondre à la conception prévue plutôt qu'aux limitations de la résolution de l'imprimante.
Suppression de la poudre non fondue adhérente
Pendant le processus d'impression, des particules de poudre non fusionnées adhèrent fréquemment à la surface de la pièce sans fondre complètement.
Le polissage élimine ces particules faiblement liées. Si elles sont laissées en place, ces particules créent un bruit de surface qui interfère avec la zone de contact pendant le processus de formage.
Optimisation pour le formage thermoplastique (TPF)
Une fois les défauts éliminés, la physique du processus de formage change considérablement.
Création d'une interface initiale plus lisse
Le TPF repose sur un contact étroit entre le moule et le matériau.
Le pré-polissage garantit que l'interface de contact initiale est lisse et uniforme. Cela maximise la surface disponible pour le collage ou le façonnage pendant le cycle thermique.
Amélioration de la reproduction des textures
L'objectif final est de transférer les textures fines du moule sur le verre métallique massif (BMG) à base de zirconium.
Comme la surface est exempte d'artefacts, le BMG peut s'écouler dans les caractéristiques du moule sans obstruction. Il en résulte une pièce finale où la texture du moule est reproduite avec précision sur toute la surface.
Les risques de négliger la préparation de surface
Bien que l'ajout d'une étape de polissage manuelle augmente le temps de production, l'éviter crée des problèmes de qualité importants.
Précision de réplication compromise
Si le substrat n'est pas poli, le processus TPF "copiera" essentiellement les défauts de l'impression.
Les motifs d'escalier empêcheront le transfert correct des textures fines du moule. La pièce BMG finale présentera une texture hybride du motif de moule prévu superposé aux erreurs d'impression d'origine.
Uniformité de surface incohérente
La poudre non fondue crée des points hauts aléatoires sur la surface.
Ces irrégularités empêchent une distribution uniforme de la pression pendant le formage. Par conséquent, la texture finale apparaîtra inégale ou déformée plutôt que continue.
Faire le bon choix pour votre objectif
Pour vous assurer que vos pièces LPBF sont prêtes pour le TPF, tenez compte de vos exigences spécifiques pour le composant final en BMG à base de zirconium.
- Si votre objectif principal est la fidélité de la surface : Vous devez pré-polir pour éliminer tous les effets d'escalier, en veillant à ce que le BMG reproduise la texture du moule sans interférence.
- Si votre objectif principal est la cohérence dimensionnelle : Utilisez du papier de verre de haute précision pour éliminer la poudre adhérente, ce qui empêche les irrégularités de surface aléatoires de déformer la forme finale.
La préparation n'est pas seulement cosmétique ; c'est la condition préalable fonctionnelle pour un formage thermoplastique précis.
Tableau récapitulatif :
| Type d'étape | Correction physique | Bénéfice fonctionnel |
|---|---|---|
| Nivellement | Élimine les arêtes "en escalier" | Alignement de la géométrie avec la CAO de conception prévue |
| Décapage | Nettoie la poudre non fondue adhérente | Prévient le bruit de surface et les interférences de contact |
| Lissage | Crée une interface initiale uniforme | Maximise la surface de contact pour le collage thermique |
| Miroitage | Élimine les obstructions pour le flux de BMG | Assure une reproduction précise des textures du moule |
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Références
- Maximilian Frey, Ralf Busch. Thermoplastic forming of additively manufactured Zr-based bulk metallic glass: A processing route for surface finishing of complex structures. DOI: 10.1016/j.matdes.2020.109368
Cet article est également basé sur des informations techniques de Kintek Press Base de Connaissances .
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