Voivatko metalliset 3D-painetut osat saavuttaa peilivaikutelman?

1. Tekninen periaate: Miten 3D-tulostus voi vastata peilien tarpeisiin?
Metallin 3D-tulostuksen tärkein etu on, että sillä voidaan tehdä heti monimutkaisia ​​muotoja. Kuitenkin sen alkuperäinen pinnan karheus (Ra10-50 μm) on hyvin erilainen kuin peilistandardi (Ra<0.01 μ m). To get the mirror effect, you need to work together on "printing+post-processing":
Tarkkuuden{0}}tulostuksen perusteet
Esimerkiksi Selective Laser Melting (SLM) -tekniikka yhdistää ohuen 20–60 μm:n jauhekerroksen ja vain muutaman mikrometrin leveän laserpisteen, jolloin saadaan mittatarkkuuden ± 20–50 μm. Tämä tekee tukevan pohjan myöhempää kiillotusta varten. Hanbang Laserin ja Zhongnan Zhichengin yhdessä työskennellyt metallilisäaineiden valmistuksen koko prosessikeskus on alentanut turbiinin siipien alkuperäisen karheuden Ra12 μm:iin parantamalla skannausstrategioita ja säätelemällä kerroksen paksuutta. Tämä mahdollistaa peilien käsittelyn.
Materiaalin ominaisuuksien vaikutus
Alhaisen lämpölaajenemiskertoimensa ja korkean korroosionkestävyytensä ansiosta titaaniseoksesta, ruostumattomasta teräksestä ja muista materiaaleista on tullut parhaita valintoja peilien käsittelyyn. Esimerkiksi ilmailu- ja avaruusteollisuudessa usein käytetty titaaniseos TC4 voi päästä eroon huokosista käyttämällä kuumaisostaattista puristusta (HIP) SLM-tulostuksen jälkeen. Tämä tekee materiaalin tiheydestä 99,9 % ja tekee kiillotuksesta paljon tasaisemman.
2. Prosessin polku: Katsaus koko prosessiin tulostamisesta peilaukseen
Peilin ulkonäön saamiseksi sinun on käytävä läpi neljä päävaihetta: karkea hionta, hienohionta, kiillotus ja pinnoitus. Jokainen vaihe vaatii huolellista valvontaa:
Kerrosten ja vikojen poistaminen karkealla ja hienolla hiomalla
Mekaaninen hionta: Käytä timanttihiomalaikkoja tai piikarbidihiomapaperia päästäksesi hitaasti eroon painetuista kerroskuvioista. Esimerkiksi Jialichuangin 3D-tulostuksessa käytetään automatisoituja hiomalaitteita, jotka tekevät BJ-prosessin osista vähemmän karkeita, jolloin ne ovat Ra2,4 μm:stä Ra0,8 μm:iin, samalla kun tarkkuus säilyy samana.
Kemiallinen syövytys: Happamia liuoksia käytetään monimutkaisten sisäisten onteloiden geometrioiden pintaulokkeiden liuottamiseen selektiivisesti, jolloin materiaalin poisto on tasaista. Esimerkiksi yksi lentoyhtiö käytti fosforihappoon perustuvaa etsausliuosta vähentääkseen moottorin terien hankausta Ra15 μm:stä Ra3 μm:iin.
Kiillotus: hyppy{0}}alapeilistä peiliin
Mekaaninen kiillotus: WENDT:n kolmivaiheisessa kiillotusmenetelmässä käytetään karkeaa kiillotuslaikkaa hiontajälkien poistamiseen, keskikokoista kiillotuslaikkaa pinnan tasoittamiseen ja hienokiillotuslaikkaa peilipinnan saamiseksi. Esimerkiksi Johnson & Johnsonin lonkkaimplanttien pinnan karheus on tämän käsittelyn jälkeen Ra0,05 μm, mikä täyttää biologisen yhteensopivuuden kriteerit.
Stressitön -kiillotus on mahdollista elektrolyyttisellä kiillotuksella, joka liuottaa pinnan pieniä kuoppia sähköllä. Esimerkiksi tietyn merkkinen kello käyttää typpihappo-pohjaista elektrolyyttiä, jotta 316L:n ruostumattomasta teräksestä valmistettu kotelo ei ole niin karkea, jolloin se muuttuu Ra0,8 μm:stä Ra0,02 μm:iin, ja samalla se tekee kotelosta korroosiota kestävämmän.
Pinnoite: toiminnan ja koristelun kaksoisparannus
Fysikaalinen höyrypinnoitus (PVD): Tämä prosessi asettaa kovia pinnoitteita, kuten TiN ja CrN, peilialustoille. Paksuutta voidaan säätää välillä 0,5-2 μm. Tämä tekee pinnoitteista kulutusta kestävämpiä ja antaa niille kauniita efektejä, kuten kultaa ja mustaa. Esimerkiksi eräs autonvalmistaja on käyttänyt PVD-tekniikkaa saadakseen vaihteistopäitsimiä kestämään yli 500 000 kertaa.
Kemiallinen nikkelipinnoitus: Sähkötön pinnoitusprosessi tuottaa tasaisen nikkelikerroksen monimutkaisille kaareville pinnoille, joka on 10–20 μm paksu. Esimerkiksi lentokonevalmistaja on tehnyt polttoainesuuttimista kolme kertaa korroosionkestävämpiä käyttämällä sähkötöntä nikkelipinnoitusta, mutta silti pitänyt mitat ± 0,01 mm:n tarkkuudella.
3. Käyttö liiketoiminnassa: Peili-3D-tulostuksen yleinen käyttö
Ilmailun ala
Turbiinien siipien, polttokammioiden ja muiden osien on kestettävä sekä korkeita lämpötiloja että hyvää aerodynamiikkaa samanaikaisesti. Esimerkiksi GE Aviation käytti SLM+elektrolyyttistä kiillotusmenetelmää tehdäkseen LEAP-moottorien siipien pinnasta vähemmän karkeaksi Ra10 μm:stä Ra0.2 μm:iin. Tämä teki moottorista 2 % polttoainetehokkaamman.
Lääketieteellisten laitteiden ala
Ortopedisten implanttien, kirurgisten työkalujen ja muiden asioiden on oltava biologisesti yhteensopivia ja torjuttava bakteereja. Esimerkiksi eräs yritys valmisti 3D--tulostettua titaaniseoksesta valmistettua asetabulaarista kuppia, jonka pinnan karheus on Ra0,03 μm elektrolyyttisen kiillotuksen jälkeen. Tämä tarkoittaa, että bakteerit tarttuvat siihen epätodennäköisemmin, ja infektioriski leikkauksen jälkeen on paljon pienempi.
Kulutuselektroniikan alalla
Taittuvien näyttöjen saranoiden,{0}}laadukkaiden kellojen koteloiden ja muiden asioiden on oltava sekä kevyitä että vahvoja. Esimerkiksi Hanbang Laser teki titaaniseoksesta saranan tietylle matkapuhelimelle. Se oli 0,3 mm paksu ja sen pintakovuus HV1200, mikä täytti 200 000 kertaisen testin vaatimukset.