Koks yra metalo 3D spausdinimo paviršiaus šiurkštumas?

Jūs ką tik išpakavote savo pasirinktines metalines 3D spausdintas dalis, nekantraujate patikrinti sudėtingas jūsų sukurtas geometrijas. Tačiau pirštais perbraukus paviršių, jis labiau panašus į smulkų švitrinį popierių, o ne į lygų komponentą, kurį įsivaizdavote. "Kodėl taip šiurkštu?" Tai vienas iš dažniausiai užduodamų klausimų - ir nusivylimų -, kurį išgirstame iš inžinierių ir pirkimų komandų, naujokų metalo priedų gamybos srityje.

Metalo 3D spausdinimas, pirmiausia naudojant tokius procesus kaip selektyvus lazerinis lydymas (SLM) arba tiesioginis metalo lazerinis sukepinimas (DMLS), taip pat žinomas kaip lazerio miltelių sluoksnio sintezė, suteikia neprilygstamą dizaino laisvę. Tai įgalina lengvas groteles, vidinius kanalus ir konsoliduotus mazgus, kuriuos tradicinei gamybai sunku pagaminti, ypač naudojant mažą -–-vidutinį kiekį. Tačiau šis sluoksnio-po-sluoksnio metodas turi kompromisą-: nes-atspausdinti paviršiai paprastai yra šiurkštesni nei apdirbant CNC arba liejant.

Ką iš tikrųjų reiškia „paviršiaus šiurkštumas“ metalo 3D spausdinime?

Paviršiaus šiurkštumas matuoja nedideles{0}}mastelio smailes ir slėnius dalies paviršiuje, atsirandančias dėl sluoksnio-sulydymo{2}}proceso. Atliekant 3D spausdinimą iš metalo, iš dalies ištirpusios miltelių dalelės dažnai prilimpa prie paviršių (ypač iškyšulių), o laiptų -pakopos efektas iš atskirų sluoksnių suteikia tekstūros.

Ra, Rz, Rq

Ra (šiurkštumo vidurkis): plačiausiai naudojamas parametras. Jis apskaičiuoja absoliučių nuokrypių nuo vidurkio linijos aritmetinį vidurkį. Matuojama mikrometrais (µm) arba mikrocoliais (µin). Mažesnės vertės rodo lygesnius paviršius.

Rz: užfiksuoja vidutinį aukščių skirtumą tarp aukščiausių viršūnių ir giliausių slėnių. Naudinga nustatant ekstremalias paviršiaus savybes, turinčias įtakos susidėvėjimui ar sandarinimui.

Rq: Šaknies vidutinis kvadratinis šiurkštumas, jautresnis retkarčiais atsirandantiems spygliams ar giliems slėniams.

SLM / DMLS dalių atveju, kaip{0}}atspausdintas Ra paprastai svyruoja nuo 5–15 µm (apie 200–600 µin), labai skiriasi priklausomai nuo kūrimo orientacijos ir proceso parametrų.

Kodėl metalo 3D spausdinimas prasideda grubiau nei CNC apdirbimas

CNC apdirbimas pašalina medžiagą iš kietos medžiagos, todėl gaunami vienodi, tikslūs paviršiai (dažnai Ra 0,4–3,2 µm). Priešingai, metalinis 3D spausdinimas iš miltelių kyla į viršų, o tai lemia būdingą laiptų-lipimą ant kampuotų paviršių ir pudros sukibimą, ypač ant žemyn nukreiptų -(žemyn{6}}odos) paviršių. Rezultatas dažnai labiau primena smėlio liejimą nei tikslų apdirbimą.

Lentelė: Įprasti gamybos procesai Paviršiaus šiurkštumo palyginimas

Paviršiaus šiurkštumas pagal medžiagą

Medžiagų savybės, tokios kaip šilumos laidumas, atspindėjimas ir miltelių elgsena, sukuria skirtingus paviršiaus iššūkius.

3D metalo spausdinimas iš aliuminio

Aliuminio lydiniai, tokie kaip AlSi10Mg, yra mėgstami dėl savo lengvų savybių ir gero spausdinimo. Kadangi-atspausdintas Ra dažnai patenka į 8–12+ µm diapazoną, o rutuliniai- paviršiai paprastai yra 10–12 µm. Didelis šilumos laidumas gali sukelti didesnį tirpalo baseino elgseną.

Titano metalo 3D spausdinimo paslauga

Ti6Al4V (5 klasė) dominuoja medicinos ir kosmoso srityse. Kaip-atspausdintas Ra paprastai svyruoja nuo 5–12 µm, o pūkų-odos paviršiai pastebimai šiurkštesni. Dėl mažesnio titano šilumos laidumo ir didelio reaktyvumo reikia optimizuoti parametrus. Vėlesnis{10}apdorojimas yra labai svarbus nuovargio veikimui ir biologiniam suderinamumui.

3D spausdinimo žalvaris

Žalvaris pasižymi puikiu atsparumu korozijai, apdirbamumu ir estetiniu patrauklumu, tačiau dėl miltelių tekėjimo ir lydymosi charakteristikų gali atsirasti specifinių paviršiaus neatitikimų. Nors standartizuotų Ra duomenų yra mažiau nei aliuminio ar titano, tipinės -atspausdintos / granulės-sprogdinimo vertės dažnai patenka į 6–12 µm diapazoną. Jis ypač gerai reaguoja į vibracinį apdailą, kad būtų rafinuota išvaizda, tinkanti dekoratyviniams ar tiksliam -prigludimo komponentams.

Lentelė: tipinės Ra vertės pagal medžiagą

Kas turi įtakos metalo 3D spausdinimo paviršiaus šiurkštumui?

Keli valdomi kintamieji lemia galutinę kokybę.

Sukurkite orientaciją (aukštyn{0}}oda prieš-oda)

Į viršų-atsukti (viršus-oda) paviršiai paprastai yra lygesni. Apačios-iškyšos kenčia nuo apnašų susidarymo ir sukibimo su milteliais, todėl šiurkštumas dažnai padidėja 50 % ar daugiau. Išmanioji orientacija, kuri sumažina nepalaikomą -pūkų sluoksnį, yra vienas veiksmingiausių ankstyvųjų optimizavimo būdų.

Sluoksnio storis ir lazerio parametrai

Plonesni sluoksniai (paprastai 20–40 µm) pagerina skiriamąją gebą ir užbaigia ilgesnį kūrimo laiką. Lazerio galia, nuskaitymo greitis ir liuko atstumas turi būti tiksliai sureguliuoti, kad stabilizuotų lydalo baseiną ir sumažintų purslų kiekį.

Atraminės struktūros ir kur jos liečiasi

Atramos būtinos iškyšoms, tačiau pašalinus palieka randus. Pagalbos kontaktinių punktų planavimas ant ne-kritinių paviršių sumažina apdailos darbus.

Miltelių dalelių dydis

Smulkesni milteliai paprastai suteikia geresnę paviršiaus kokybę, nors jie gali turėti įtakos takumui, kainai ir perdirbamumui.

Kaip pagerinti paviršiaus apdailą po spausdinimo

Vėlesnis{0}}funkcinių dalių apdorojimas retai pasirenkamas.

Šratavimas ir smėliavimas

Greitas, ekonomiškas{0}}būdas suvienodinti paviršius ir sumažinti Ra (pvz., iki 5–12 µm). Puikiai tinka aliuminio šlifavimui ir bendram valymui.

CNC apdirbimas kaip po{0}}procesas

Idealiai tinka didelės-tolerancijos funkcijoms ir kritiniams paviršiams, nes lengvai pasiekiamas Ra 0,8 µm arba didesnis. Hibridinė gamyba (spausdinimas + mašina) tampa vis labiau paplitusi.

Titano ir nerūdijančio plieno elektropoliravimas

Šis elektrocheminis metodas selektyviai pašalina medžiagas, kad būtų lygi, pasyvi, atspari korozijai -apdaila -, ypač vertinga medicininiams implantams.

Vibracinė žalvario dalių apdaila

Laikmenos keitimas užtikrina nuoseklų estetinį sudėtingų ar{0}}mažų dalių poliravimą.

Realaus{0}}pasaulio pritaikymo pavyzdžiai:

Medicininiai implantai: elektropoliravimas kartu su mechaniniu apdirbimu biologiniam suderinamumui ir atsparumui nuovargiui užtikrinti.

Orlaivių ir erdvės laikikliai: apdirbimas ant apkrovą{0}}laikančių paviršių, paliekant ne-kritines sritis susprogdinti-.

Vartojimo prekės: Vibracija arba karoliukų pūtimas vizualiniam patrauklumui ir lietimo pojūčiui užtikrinti.

Pramonės standartai ir specifikacijos, kurias turėtumėte žinoti

ISO 4287 / ASME B46.1 - Matavimo standartai

Jie apibrėžia, kaip Ra, Rz ir kiti parametrai yra matuojami ir pateikiami ataskaitoje, kad būtų užtikrintas nuoseklumas tarp tiekėjų.

Ko reikalauja Ra vertybės skirtingoms pramonės šakoms

Aviacija ir medicina: dažnai Ra<1.6 µm (frequently <0.8 µm) on critical surfaces for fatigue and biocompatibility.

Automobiliai: 1,6–3,2 µm funkciniams komponentams.

Bendra/vartotojas: 3,2–6.3+ µm gali pakakti, atsižvelgiant į pritaikymą.

Lentelė: Pramonės standartų pavyzdžiai

Dažnos klaidingos nuomonės apie metalinio 3D spausdinimo paviršiaus kokybę

1 klaidinga nuomonė: brangesnės mašinos visada pateikia sklandesnes dalis. Realybė: įrangos kokybė padeda, tačiau kūrimo parametrai, dalių dizainas, orientacija ir tolesnis{2}} apdorojimas turi daug didesnį poveikį.

2 klaidinga nuomonė: po{1}}apdorojimo bet kurią dalį galima lengvai paversti veidrodine apdaila. Realybė: Galimi reikšmingi patobulinimai, tačiau sudėtingos vidinės geometrijos arba plonos sienos riboja vienodus rezultatus ir padidina sąnaudas / laiką.

3 klaidinga nuomonė: visi dalies paviršiai turi panašų šiurkštumą. Tikrovė: odos skirtumai aukštyn-ir žemyn- gali būti dramatiški, - visada reikia kurti atsižvelgiant į orientaciją.

Susisiekite dabar

Metalo 3D spausdinimo paviršiaus šiurkštumas nėra trūkumas - – tai galingos technologijos ypatybė, kurią galima valdyti. Kai tai suprantate ir tinkamai sprendžiate, atveriate projektavimo galimybes, kurių atimties metodai tiesiog negali atitikti, o jūsų programai reikalingas našumas pasiekiamas tikslingai apdorojant{3}}.

Neleiskite, kad pradinė tekstūra sulaikytų jūsų projektą. Mūsų komanda turi didelę patirtį tiekdama optimizuotas aliuminio, titano ir žalvario metalo 3D spausdintas dalis su tinkamos paviršiaus kokybe, kad būtų galima naudoti realiame pasaulyje. Susisiekite su mumis šiandien, kad gautumėte neprivalomą-projekto peržiūrą, medžiagų rekomendacijas ar tinkintą pasiūlymą. Paverskime jūsų idėjas didelio-našumo komponentais -, susisiekite dabar ir pamatysime, kokį skirtumą gali padaryti išmanantis partneris.