Korozija je prirodni proces koji postepeno razgrađuje materijale tokom vremena, što dovodi do oštećenja strukture, smanjene funkcionalnosti i povećanih troškova održavanja. U kontekstu 3D proizvedenih dijelova, razumijevanje svojstava otpornosti na koroziju je ključno za osiguranje dugoročnih performansi i pouzdanosti ovih komponenti. Kao dobavljač 3D proizvodnje, imamo veliko iskustvo u proizvodnji dijelova s različitim stupnjevima otpornosti na koroziju, a u ovom blogu ćemo se pozabaviti faktorima koji utiču na otpornost na koroziju 3D proizvedenih dijelova.
Odabir materijala
Izbor materijala je primarna determinanta otpornosti na koroziju 3D proizvedenog dijela. Različiti materijali imaju različite hemijske sastave i mikrostrukture koje različito reaguju na korozivna okruženja.
Metali
Tehnologije 3D štampanja omogućile su proizvodnju metalnih delova sa velikom preciznošću. Nehrđajući čelik je popularan izbor zbog odlične otpornosti na koroziju. Krom u nehrđajućem čeliku formira pasivni oksidni sloj na površini, koji djeluje kao barijera protiv daljnje oksidacije i korozije. Na primjer, dijelovi izrađeni od nehrđajućeg čelika 316L su vrlo otporni na koroziju u morskom okruženju, gdje su izloženi slanoj vodi. Titanijum je još jedan metal koji se koristi u 3D proizvodnji. Ima prirodni sloj oksida koji pruža dobru otpornost na koroziju, posebno u teškim hemijskim okruženjima. Dijelovi od titana se obično koriste u svemirskoj i medicinskoj industriji, gdje su otpornost na koroziju i biokompatibilnost bitni.
Polimeri
Polimeri takođe igraju značajnu ulogu u 3D proizvodnji. Neki polimeri, kao što je polieter eter keton (PEEK), imaju inherentnu hemijsku otpornost. PEEK je otporan na širok spektar hemikalija, uključujući kiseline, baze i rastvarače. To ga čini pogodnim za primjenu u industriji hemijske obrade, gdje su dijelovi izloženi korozivnim tvarima. Drugi polimer, akrilonitril butadien stiren (ABS), je manje hemijski otporan u poređenju sa PEEK-om, ali se može premazati ili tretirati kako bi se poboljšala njegova otpornost na koroziju. Oblaganje ABS dijelova zaštitnim slojem može spriječiti prodiranje korozivnih sredstava i produžiti vijek trajanja dijela.
Kompoziti
Kompoziti nude jedinstvenu kombinaciju svojstava, uključujući otpornost na koroziju.Kompoziti za 3D štampanjepostaju sve popularniji u 3D proizvodnji. Kompoziti od karbonskih vlakana, na primjer, imaju visok odnos čvrstoće i težine i dobru otpornost na koroziju. Ugljična vlakna su inertna na mnoge hemikalije, a materijal matrice se može odabrati da poboljša ukupnu otpornost na koroziju.2.5D pletenica od karbonskih vlakanai3D pletenica od karbonskih vlakanaKoriste se za stvaranje složenih dijelova sa poboljšanim mehaničkim svojstvima i svojstvima otpornosti na koroziju. Ove pletene strukture mogu biti impregnirane matricom smole kako bi se formirao kompozitni materijal koji je otporan na koroziju i mehanička naprezanja.
Proces proizvodnje
3D proizvodni proces također može utjecati na otpornost dijelova na koroziju.
Layer - by - Layer Deposition
U procesima kao što su modeliranje fuzionog taloženja (FDM) i stereolitografija (SLA), dijelovi se izgrađuju sloj po sloj. Interfejsi između slojeva mogu biti potencijalna mjesta za koroziju. U FDM-u, na primjer, veza između slojeva možda neće biti savršena, ostavljajući male praznine ili praznine. Ove šupljine mogu zarobiti vlagu i korozivna sredstva, što dovodi do lokalizirane korozije. Da bi se ovo ublažilo, tehnike naknadne obrade kao što su žarenje ili završna obrada mogu se koristiti za poboljšanje međuslojnog spajanja i zaptivanje površine.
hrapavost površine
Hrapavost površine 3D proizvedenih dijelova može utjecati na koroziju. Grube površine imaju veću površinu izloženu okolini, što povećava vjerovatnoću korozije. Osim toga, grube površine mogu zarobiti prljavštinu, vlagu i korozivna sredstva, ubrzavajući proces korozije. Operacije naknadne obrade kao što su brušenje, poliranje ili premazivanje mogu se koristiti za smanjenje hrapavosti površine i poboljšanje otpornosti na koroziju.
Faktori životne sredine
Okruženje u kojem se koriste 3D proizvedeni dijelovi ima značajan utjecaj na njihovu otpornost na koroziju.
Temperatura i vlažnost
Visoke temperature i vlažnost mogu ubrzati proces korozije. U vlažnom okruženju, voda se može kondenzirati na površini dijela, osiguravajući elektrolit za elektrohemijsku koroziju. Povišene temperature mogu povećati brzinu hemijskih reakcija, što dodatno potiče koroziju. Na primjer, u vrućem i vlažnom industrijskom okruženju, metalni dijelovi mogu brže korodirati u odnosu na dijelove koji se koriste u suhom i hladnom okruženju.
Hemijska izloženost
Izlaganje hemikalijama kao što su kiseline, baze i soli može uzrokovati koroziju. Različiti materijali imaju različite nivoe otpornosti na ove hemikalije. Na primjer, dijelovi izrađeni od aluminija mogu brzo korodirati u kiselim sredinama, dok su dijelovi od nehrđajućeg čelika otporniji. Razumijevanje hemijskog sastava okoliša i odabir odgovarajućeg materijala je ključno za osiguranje otpornosti na koroziju.
Ispitivanje i kontrola kvaliteta
Da bi se osigurala otpornost na koroziju 3D proizvedenih dijelova, neophodna su rigorozna ispitivanja i mjere kontrole kvaliteta.
Testiranje slanog spreja
Ispitivanje slanom sprejom uobičajena je metoda koja se koristi za procjenu otpornosti materijala na koroziju. U ovom testu, dijelovi su izloženi solju napunjenoj magli u određenom periodu. Zatim se procjenjuje pojava proizvoda korozije na površini dijela. Ovaj test daje indikaciju kako će se dio ponašati u morskom ili obalnom okruženju.
Elektrohemijsko ispitivanje
Elektrohemijsko ispitivanje se može koristiti za mjerenje brzine korozije materijala. Tehnike kao što su potenciodinamička polarizacija i spektroskopija elektrohemijske impedanse mogu pružiti informacije o mehanizmu korozije i efikasnosti zaštitnih premaza.
Zaključak
Otpornost na koroziju 3D proizvedenih delova zavisi od izbora materijala, procesa proizvodnje i faktora okoline. Kao dobavljač 3D proizvodnje, razumijemo važnost ovih faktora i uzimamo ih u obzir tokom dizajna i proizvodnje dijelova. Pažljivim odabirom materijala, optimizacijom proizvodnog procesa i primjenom rigoroznog testiranja i mjera kontrole kvaliteta, možemo proizvesti 3D proizvedene dijelove sa odličnom otpornošću na koroziju.
Ukoliko su Vam potrebni 3D proizvedeni dijelovi sa visokom otpornošću na koroziju, pozivamo Vas da nas kontaktirate za detaljnu raspravu. Naš tim stručnjaka može vam pomoći da odaberete prave materijale i proizvodne procese koji će zadovoljiti vaše specifične zahtjeve.
Reference
- Jones, DA (1992). Principi i prevencija korozije. Prentice Hall.
- Schutz, W. (2008). Kontrola korozije u inženjerstvu. Wiley - VCH.
- ASM priručnik, tom 13A: Korozija: osnove, ispitivanje i zaštita. ASM International.