Millised on metalli 3D-printimise pinnakareduse nõuded erinevates tööstusharudes?

一, Pinna kareduse tehniline tähtsus ja tööstuse mõju.
Pinna karedus (Ra) on pinna mikro{0}}geomeetrilise kuju põhinäitaja. Selle jaoks tulev arv mõjutab otseselt komponendi kulumis-, korrosiooni-, väsimus- ja tihenduskindlust. 3D-printimisel metalliga mõjutavad Ra väärtust sellised asjad nagu pulbriosakeste suurus, kihtide paksus, laseri võimsus ja skaneerimistehnika. Näiteks peene pulbri (15–45 μm) Ra väärtus võib olla 3–5 μm, kuna see voolab hästi ja täidab sulamisbasseini ühtlaselt. Teisest küljest on jämedate pulbrite (53–105 μm) Ra väärtused tavaliselt 8–12 μm, kuna nende osakesed on liiga suured.
Enamasti on optimeerimata prinditud osade Ra väärtused vahemikus 7–20 μm. See tase sobib enamiku tööstuslike vajadustega, kuigi kõrgetasemelises-tööstuses on suured funktsionaalsed riskid.
Lennundus: karedad pinnad võivad kergesti tekitada stressi, mis võib põhjustada mootori labade liiga vara purunemist, kui need on kõrge temperatuuri ja rõhu all.
Meditsiinilised implantaadid: Ra tasemed üle 3,2 μm suurendavad mikroorganismide külgekleepumise ohtu ja võivad pärast operatsiooni põhjustada infektsioone;
Tarbeelektroonika: pinna karedus võib muuta optiliste osade valguse läbilaskmise raskemaks ja vähendada kujutiste selgust.
2. Tööstuse eristamise vajadused ja näited
1. Lennundus: lõppeesmärk Ra Väiksem või võrdne 1,6 μm
Lennundussektoris kehtivad väga ranged standardid selle kohta, kui usaldusväärsed osad peavad olema. Näiteks peavad turbiini labad suutma taluda tsentrifugaaljõudu 100 000 pööret minutis kõrgel temperatuuril 1300 kraadi Celsiuse järgi. Isegi väikesed pinnavead võivad avaldada kohutavaid tagajärgi. Ärimaailmas on kindlaks tehtud, et:
Tehniline standard: kõrgel{0}}temperatuuril oksüdatsioonikihi koorumise ohu vähendamiseks tuleks oluliste osade Ra väärtus hoida vahemikus 0,8–1,6 μm.
Tüüpilise stsenaariumi korral kasutati teatud tüüpi lennukimootoritele monokristalllabade printimiseks laserselektiivsulatustehnoloogiat (SLM). Pärast seda kasutati pinna siledamaks muutmiseks vaakumelektropoleerimist, alandades karedust Ra12 m-lt Ra0,8 m-le ja pikendades väsimuse eluiga 40%.
Protsessiuuendus: Huashu High Tech FS200M masinal on 40 μm peen valguspunkt, mis suudab otse printida Ra3,0 μm osi. See vastab kosmosetööstuse vajadustele väikeste täppisosade masstootmise järele.
2. Meditsiinilised implantaadid: biosobivuse punane joon Ra-ga 3,2 m
Meditsiiniäri vajab karedaid pindu, kuna need on inimestele ohutumad ja töötavad paremini muude asjadega:
Ortopeedilised implantaadid: titaanisulamist liigeseproteesid peavad jäljendama luu trabekulaarset struktuuri, kusjuures pinna karedus on reguleeritud Ra1,5–2,5 μm, et hõlbustada luurakkude kleepumist ja vohamist;
Hambaimplantaadid: keermestatud piirkonna Ra väärtus peab olema väiksem kui 3,2 μm või sellega võrdne; vastasel juhul võib bakterite areng põhjustada periimplantiidi.
Yunyao Shenwei kogu protsessiahela optimeerimine (ultra-peen pulbri puistamine + ülitäpne-optilise tee juhtimine) annab pinna kvaliteediks Ra0,8–2,8 μm. See tähendab, et implantaadid võivad ilma täiendava töötlemiseta otse operatsioonituppa minna.
3. Elektroonika tarbijatele: Ra Optilise kvaliteedi kriteeriumiks on 0,8 μm või väiksem.
Tõuge väiksemate toodete ja tarbeelektroonikas rohkemate funktsioonide poole on see, mis ajendab siledate pindade otsimist.
Optilised osad: mobiiltelefoni kaamera kinnituse Ra peab olema 0,8 μm või vähem, et vältida valguse hajumise tekitatud uduseid kujutisi.
Konstruktsiooniosad: selleks, et sülearvuti hinged liiga kiiresti ei kuluks, tuleb neid töödelda pinnaga, mille Ra on alla 1,6 μm.
Tööstuspraktika: Zhongrui Technology iSLM80P seadmed kasutavad 3,2 m Ra-ga mikroantennide otse printimiseks 25 m punkt- ja dünaamilist pulbrilaotamise tehnoloogiat. See vähendab tavameetoditega{4}}järeltöötluse aega 80% võrra.
4. Energia ja hallitus: hea kompromiss maksumuse ja Ra vahel, mis on väiksem või võrdne 6,3 μm
Energiaseadmete ja vormide valmistamisel peab pinna karedus olema hea segu maksumusest ja jõudlusest:
Gaasiturbiini põlemiskamber: see peab taluma kõrgeid 1200-kraadiseid temperatuure ja gaasierosiooni. Pinna karedus tuleb hoida vahemikus Ra3,2 kuni 6,3 μm, et leida kompromiss korrosioonikindluse ja töötlemise tõhususe vahel.
Sissepritsevorm: konformse jahutuskanali pinna Ra väärtus peab olema väiksem kui 6,3 μm või sellega võrdne. Kui see nii ei ole, võib toode moonduda, kuna see ei jahtu ühtlaselt.
Näiteks kasutati SLM-tehnoloogiat teatud tüüpi autovormide trükkimiseks. Keemiline poleerimine vähendas Ra väärtust 15 μm-lt 6,3 μm-le, mis muutis vormi kestvuse 30% kauemaks.