金屬3D打印模具完成打印后,并非直接可用,需要經(jīng)過一系列后處理流程,才能使其性能達(dá)到使用要求。后處理流程涵蓋多個環(huán)節(jié),每個環(huán)節(jié)都對模具的質(zhì)量和性能有著重要影響。
去除支撐結(jié)構(gòu)是后處理的首要步驟。在金屬 3D 打印過程中,為了保證模具復(fù)雜結(jié)構(gòu)的成型穩(wěn)定性,通常會添加支撐結(jié)構(gòu)。打印完成后,這些支撐結(jié)構(gòu)需要被去除。一般會使用專用的工具,如切割刀具、鉗子等,小心地將支撐結(jié)構(gòu)從模具主體上分離。在操作時要格外注意,避免損傷模具表面和關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。對于一些難以通過手動方式去除的支撐結(jié)構(gòu),還可以采用化學(xué)腐蝕或電化學(xué)腐蝕的方法,利用特定的溶液對支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行溶解去除。
表面處理也是后處理流程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。金屬 3D 打印模具表面往往較為粗糙,存在臺階效應(yīng)和一些打印痕跡,這會影響模具的表面質(zhì)量和使用性能。常用的表面處理方法有打磨和拋光。打磨是通過砂紙、砂輪等工具,對模具表面進(jìn)行磨削,去除較大的凸起和不平整部分,降低表面粗糙度;拋光則是在打磨的基礎(chǔ)上,使用拋光膏、拋光布等,進(jìn)一步提高模具表面的光潔度,使表面更加平滑。此外,還可以采用噴砂處理,利用高速砂流的沖擊作用,清理模具表面雜質(zhì),同時改善表面的粗糙度和質(zhì)感,提高模具的脫模性能。
熱處理同樣不可或缺。金屬 3D 打印過程中,材料的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)會因快速凝固等因素,存在一定的缺陷和應(yīng)力。通過熱處理可以改善材料的組織結(jié)構(gòu),去除內(nèi)部應(yīng)力,提高模具的強(qiáng)度、硬度和韌性等性能。常見的熱處理工藝有退火、正火、淬火和回火。退火是將模具加熱到一定溫度后,保持一段時間,然后緩慢冷卻,以除去內(nèi)部應(yīng)力,改善組織均勻性;正火的加熱和冷卻速度相對較快,能細(xì)化晶粒,提高模具的綜合力學(xué)性能;淬火是將模具加熱到合適溫度后迅速冷卻,使其獲得高硬度,但會產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力;回火則是在淬火后進(jìn)行,通過加熱降低內(nèi)應(yīng)力,調(diào)整硬度和韌性的平衡。
尺寸精度的修正也不容忽視。盡管金屬 3D 打印技術(shù)在不斷進(jìn)步,但打印過程中仍可能出現(xiàn)尺寸偏差。對于精度要求較高的模具,需要通過機(jī)械加工等方式對尺寸進(jìn)行修正。例如,采用數(shù)控加工設(shè)備,對模具的關(guān)鍵尺寸部位進(jìn)行銑削、車削等加工操作,使其達(dá)到設(shè)計要求的精度標(biāo)準(zhǔn)。