3D nyomtatott alumínium minta metallográfiai vizsgálata 

Az alumínium alkatrészeknek egyre nagyobb jelentősége van az iparban olyan tulajdonságai miatt, mint pl. a kedvező termikus tulajdonságok vagy az alacsony fajsúly. Az alumínium előnyeit ötvözve a 3D nyomtatás költséghatékonyságával innovatív megoldást kapunk a 21. századi ipar kihívásaira. Az additív gyártástechnológia alkalmazásának gazdaságosságát az adja, hogy általa csökken az átfutási idő, valamint nem keletkezik az anyag leválasztásából származó hulladék, ugyanis egymást követő rétegek építésével hozzuk létre a darabot. Így minden egyes réteg az aktuális darab egy vékony vízszintes keresztmetszeteként értelmezhető.

Az additív eljárásokkal gyártott alkatrészek alkalmazási területei között szerepelnek az autóipar és a repülőgépipar is. Mindkét ágazat esetében fontos szerepe van a minőségbiztosításnak, melynek részterülete a metallográfia is. Cikkünkben egy körgyűrű alakú nyomtatott alumínium minta fémtani előkészítését mutatjuk be.

Vágás: A metallográfiai előkészítés első lépése a minta darabolása. A mintát először rögzíteni kell a vágógép XY asztalára egy megfelelő rögzítést biztosító befogóval, majd meghatározott vágási paraméterekkel indul a vágási folyamat. Jelen esetben ezek a következők voltak; előtolási sebesség 100 μm/másodperc, fordulat 2800 r/perc volt.

Minta vágása

Csiszolás: A megfelelő méret elérése után a minta csiszolása következik, mely jelen esetben manuálisan történt több lépcsőben, lépésenként 30 másodpercen keresztül, maximum 2500-as szemcsefinomságig.

Polírozás: A csiszolás után a darab készen áll az elektrolitos polírozásra, mely segítségével mikroszkópos vizsgálat során láthatóvá válik az alumínium szövetszerkezete. Az elektrolitos technológia egyszerűbbé teszi a minta előkészítését, hiszen a normál kémiai maratási technológiával körülményesebb elérni a kívánt eredményt. A polírozás paraméterezésénél be kell állítanunk a feszültséget, mely esetünkben 25 V volt, a folyamat időtartamát, mely 13 másodpercet vett igénybe, valamint az elektrolit áramlási sebességét, mely értéke a készülék skálája alapján a 8-as fokozat. A javasolt elektrolit alumínium minta előkészítéséhez a perklórsav és az etanol meghatározott mennyiségű keveréke.

 Minta előkészítése elektrolitos polírozással

Eredmény: Az előkészítés befejezésével mikroszkóp alatt elemezhetjük a minta szemcseszerkezetét. A nagyítást 100 x-os értékre állítva az alábbi szerkezeti képet kapjuk:

Alumínium minta szövetképe az előkészítés után

Összegzés: A 3D nyomtatási ipar számos technológiát és anyagot ölel fel. A legtöbb embernek az egyszerű asztali FDM nyomtató jut eszébe, amikor a 3D nyomtatásra gondol, azonban ez nem a teljes kép. A 3D nyomtatás anyagai lehetnek akár fémek, szövetek és műanyagok is. Ezért fontos, hogy a különféle iparágak igényeihez igazítva többféle szempontból vizsgáljuk és kutassuk.

Majercsák László – Grimas Kft.