Mitkä ovat metallin 3D-tulostuksen pinnan karheusvaatimukset eri toimialoilla?

一, Pinnan karheuden tekninen merkitys ja teollisuuden vaikutus.
Pinnan karheus (Ra) on pinnan mikro{0}}geometrisen muodon avainmitta. Sille ilmestyvä luku vaikuttaa suoraan siihen, kuinka hyvin komponentti kestää kulutusta, korroosiota, väsymistä ja tiivistystä. Kun 3D-tulostat metallilla, Ra-arvoon vaikuttavat esimerkiksi jauhehiukkasten koko, kerrosten paksuus, laserin teho ja skannaustekniikka. Esimerkiksi hienon jauheen (15–45 μm) Ra-arvo voi olla jopa 3–5 μm, koska se virtaa hyvin ja täyttää sulaaltaan tasaisesti. Toisaalta karkeiden jauheiden (53–105 μm) Ra-arvot ovat yleensä 8–12 μm, koska niiden hiukkaset ovat liian suuria.
Useimmiten optimoimattomien painettujen osien Ra-arvot ovat välillä 7-20 μm. Tämä taso voi sopia useimpiin teollisuuden tarpeisiin, vaikka huippuluokan teollisuudessa on suuria toiminnallisia riskejä-.
Ilmailu: Karkeat pinnat voivat helposti aiheuttaa jännityksen muodostumista, mikä voi saada moottorin siivet katkeamaan liian aikaisin, kun ne ovat korkeassa lämpötilassa ja paineessa.
Lääketieteelliset implantit: Yli 3,2 μm:n Ra-tasot lisäävät riskiä, ​​että mikro-organismit tarttuvat niihin ja voivat aiheuttaa infektioita leikkauksen jälkeen;
Kulutuselektroniikka: Pinnan epätasaisuus voi vaikeuttaa optisten osien kulkua valon läpi ja heikentää kuvien selkeyttä.
2, Toimialan eriyttämisen tarpeet ja esimerkit
1. Ilmailu: Lopullinen tavoite Ra pienempi tai yhtä suuri kuin 1,6 μm
Ilmailu- ja avaruusalalla on erittäin tiukat standardit osien luotettavuudelle. Esimerkiksi turbiinin siipien on kyettävä kestämään 100 000 kierrosta minuutissa keskipakovoimaa korkeassa 1300 celsiusasteen lämpötilassa. Pienilläkin pintavirheillä voi olla kauheita vaikutuksia. Yritysmaailmassa on todettu, että:
Tekninen standardi: Korkean lämpötilan-hapetuskerroksen kuoriutumisen riskin vähentämiseksi olennaisten osien Ra-arvo tulee pitää välillä 0,8–1,6 μm.
Tyypillisessä tilanteessa laserselektiivistä sulatustekniikkaa (SLM) käytettiin yksikideterien tulostamiseen tietyntyyppisille lentokonemoottoreille. Sen jälkeen pinnasta tehtiin tasaisempi tyhjiösähkökiillotus, joka alensi karheutta Ra12 m:stä Ra0,8 m:iin ja lisäsi väsymisikää 40 %.
Prosessiinnovaatio: Huashu High Tech FS200M -koneessa on 40 μm:n hieno valopiste, joka voi tulostaa suoraan Ra3,0 μm:n osia. Tämä täyttää ilmailuteollisuuden tarpeet pienten tarkkuusosien massatuotannossa.
2. Lääketieteelliset implantit: bioyhteensopivuus punainen viiva Ra 3,2 m
Lääketieteellinen liiketoiminta tarvitsee karkeita pintoja, koska ne ovat turvallisempia ihmisille ja toimivat paremmin muiden asioiden kanssa:
Ortopediset implantit: Titaaniseoksesta valmistettujen nivelproteesien tulee jäljitellä luun trabekulaarista rakennetta, ja pinnan karheutta on säädelty arvolla Ra1,5–2,5 μm luusolujen kiinnittymisen ja lisääntymisen helpottamiseksi;
Hammasimplantit: Kierteitetyn alueen Ra-arvon on oltava pienempi tai yhtä suuri kuin 3,2 μm; muuten bakteerien kehittyminen voi aiheuttaa peri-implantiittia.
Yunyao Shenwein koko prosessiketjun optimointi (ultra-hienojauheen levitys + korkea-tarkka optisen polun ohjaus) antaa pinnan laaduksi Ra0,8–2,8 μm. Tämä tarkoittaa, että implantit voivat mennä suoraan leikkaussaliin ilman ylimääräistä käsittelyä.
3. Elektroniikka kuluttajille: Ra Pienempi tai yhtä suuri kuin 0,8 μm on optisen laadun kriteeri.
Työntö kohti pienempiä tuotteita ja enemmän toimintoja kulutuselektroniikassa on se, mikä ohjaa etsimään sileitä pintoja.
Optiset osat: Matkapuhelimen kameran telineen Ra-arvon on oltava 0,8 μm tai vähemmän, jotta vältetään valon sironnan aiheuttamat epäselvät kuvat.
Rakenneosat: Jotta kannettavan tietokoneen saranat eivät kuluisi liian nopeasti, ne on käsiteltävä pinnalla, jonka Ra on alle 1,6 μm.
Toimialan käytäntö: Zhongrui Technology iSLM80P -laitteet käyttävät 25 metrin piste- ja dynaamista jauhelevitystekniikkaa mikro-antennien tulostamiseen suoraan Ra 3,2 m:llä. Tämä lyhentää-jälkikäsittelyaikaa 80 % tavallisiin menetelmiin verrattuna.
4. Energia ja home: hyvä kompromissi kustannusten ja Ra:n välillä, enintään 6,3 μm
Energialaitteita ja muotteja valmistettaessa pinnan karheuden tulee olla hyvä sekoitus kustannuksia ja suorituskykyä:
Kaasuturbiinin polttokammio: Sen on kestettävä korkeita 1200 asteen lämpötiloja ja kaasueroosiota. Pinnan karheus on pidettävä välillä Ra3,2 ja 6,3 μm kompromissin löytämiseksi korroosionkestävyyden ja käsittelytehokkuuden välillä.
Ruiskumuotti: Konformaalisen jäähdytyskanavan pinnan Ra-arvon tulee olla pienempi tai yhtä suuri kuin 6,3 μm. Jos näin ei ole, tuote voi vääristyä, koska se ei jäähdytä tasaisesti.
Esimerkiksi SLM-teknologiaa käytettiin painamaan tietyntyyppisiä automuotteja. Kemiallinen kiillotus laski Ra-arvon 15 μm:stä 6,3 μm:iin, mikä teki muotista 30 % pidempään.