Kokie yra metalo 3D spausdinimo paviršiaus šiurkštumo reikalavimai įvairiose pramonės šakose?

一 Paviršiaus šiurkštumo techninė reikšmė ir įtaka pramonei.
Paviršiaus šiurkštumas (Ra) yra pagrindinis paviršiaus mikro{0}}geometrinės formos matas. Jo skaičius tiesiogiai įtakoja tai, kaip gerai komponentas yra atsparus dilimui, korozijai, nuovargiui ir sandarumui. Kai 3D spausdinate su metalu, Ra vertę veikia tokie dalykai kaip miltelių dalelių dydis, sluoksnių storis, lazerio galia ir nuskaitymo technika. Pavyzdžiui, smulkių miltelių (15–45 μm) Ra vertė gali būti net 3–5 μm, nes jie gerai teka ir tolygiai užpildo lydalo baseiną. Kita vertus, stambių miltelių (53–105 μm) Ra vertės paprastai yra nuo 8 iki 12 μm, nes jų dalelės yra per didelės.
Dažniausiai neoptimizuotų spausdintų dalių Ra vertės yra nuo 7 iki 20 μm. Šis lygis gali patenkinti daugumą pramonės poreikių, nors aukščiausios klasės-pramonėje kyla didelė funkcinė rizika.
Orlaiviai ir erdvėlaiviai: Nelygūs paviršiai gali lengvai sukelti įtampą, dėl kurios variklio mentės gali per anksti sulūžti, kai jose veikia aukšta temperatūra ir slėgis.
Medicininiai implantai: didesnis nei 3,2 μm Ra kiekis padidina mikroorganizmų prilipimo prie jų pavojų ir gali sukelti infekcijas po operacijos;
Buitinė elektronika: dėl paviršiaus šiurkštumo optinėms dalims gali būti sunkiau prasiskverbti šviesai ir sumažėti vaizdų aiškumas.
2. Pramonės diferenciacijos poreikiai ir pavyzdžiai
1. Aviacija ir erdvė: galutinis tikslas Ra Mažesnis arba lygus 1,6 μm
Aviacijos ir kosmoso sektoriuje taikomi labai griežti dalių patikimumo standartai. Pavyzdžiui, turbinos mentės turi atlaikyti 100 000 apsisukimų per minutę išcentrinę jėgą esant aukštai 1300 laipsnių Celsijaus temperatūrai. Net nedideli paviršiaus trūkumai gali turėti siaubingų padarinių. Verslo pasaulyje buvo nustatyta, kad:
Techninis standartas: siekiant sumažinti aukštoje{0}}temperatūros oksidacijos sluoksnio nulupimo riziką, pagrindinių dalių Ra vertė turi būti nuo 0,8 iki 1,6 μm.
Tipiškame scenarijuje lazerinio selektyvaus lydymo (SLM) technologija buvo naudojama vieno kristalo peiliams spausdinti tam tikro tipo orlaivio varikliams. Po to buvo naudojamas vakuuminis elektropoliravimas, kad paviršius būtų lygesnis, sumažinant nelygumą nuo Ra12 m iki Ra0,8 m ir padidinant nuovargio tarnavimo laiką 40%.
Proceso naujovė: Huashu High Tech FS200M mašina turi 40 μm ploną šviesos tašką, kuris gali tiesiogiai spausdinti Ra3,0 μm dalis. Tai atitinka aviacijos ir kosmoso pramonės poreikius masinei mažų tikslių dalių gamybai.
2. Medicininiai implantai: biologinio suderinamumo raudona linija su Ra 3,2 m
Medicinos verslui reikia šiurkščių paviršių, nes jie yra saugesni žmonėms ir geriau dirba su kitais dalykais:
Ortopediniai implantai: titano lydinio sąnarių protezai turi imituoti trabekulinę kaulo struktūrą, o paviršiaus šiurkštumas reguliuojamas ties Ra1,5–2,5 μm, kad būtų lengviau sukibti ir daugintis kaulinėms ląstelėms;
Dantų implantai: srieginės srities Ra vertė turi būti mažesnė arba lygi 3,2 μm; priešingu atveju bakterijų vystymasis gali sukelti periimplantitą.
Yunyao Shenwei visos proceso grandinės optimizavimas (itin-smulkių miltelių paskleidimas + didelio-tikslumo optinio kelio valdymas) suteikia paviršiaus Ra0,8–2,8 μm kokybę. Tai reiškia, kad implantai gali patekti tiesiai į operacinę be jokio papildomo apdorojimo.
3. Elektronika vartotojams: Ra Mažesnis arba lygus 0,8 μm yra optinio lygio kriterijus.
Stūmimas į mažesnius gaminius ir daugiau funkcijų plataus vartojimo elektronikoje yra tai, kas skatina ieškoti lygių paviršių.
Optinės dalys: mobiliojo telefono kameros laikiklio Ra turi būti 0,8 μm arba mažesnis, kad būtų išvengta neryškių vaizdų, atsirandančių dėl šviesos sklaidos.
Konstrukcinės dalys: kad nešiojamojo kompiuterio vyriai per greitai nesusidėvėtų, juos reikia apdoroti paviršiumi, kurio Ra yra mažesnis nei 1,6 μm.
Pramonės praktika: Zhongrui Technology iSLM80P įranga naudoja 25 m taškinę ir dinaminę miltelių paskleidimo technologiją, kad tiesiogiai spausdintų mikro antenas su Ra 3,2 m. Palyginus su standartiniais metodais, tai 80 % sutrumpina posto{4}} apdorojimo laiką.
4. Energija ir pelėsiai: geras kompromisas tarp kainos ir Ra Mažiau arba lygus 6,3 μm
Gaminant energijos įrangą ir formas, paviršiaus šiurkštumas turi būti geras sąnaudų ir našumo derinys:
Dujų turbinos degimo kamera: Ji turi atlaikyti aukštą 1200 laipsnių temperatūrą ir dujų eroziją. Norint rasti kompromisą tarp atsparumo korozijai ir apdorojimo efektyvumo, paviršiaus šiurkštumas turi būti tarp Ra3,2 ir 6,3 μm.
Įpurškimo forma: Konforminio aušinimo kanalo paviršiaus Ra vertė turi būti mažesnė arba lygi 6,3 μm. Jei ne, gaminys gali išsikraipyti, nes vėsta netolygiai.
Pavyzdžiui, SLM technologija buvo naudojama spausdinant tam tikro tipo automobilių formas. Cheminis poliravimas sumažino Ra vertę nuo 15 μm iki 6,3 μm, todėl pelėsiai tarnauja 30 % ilgiau.