Μπορούν τα μεταλλικά 3D εκτυπωμένα μέρη να επιτύχουν εφέ καθρέφτη;

1. Τεχνική αρχή: Πώς μπορεί η τρισδιάστατη εκτύπωση να καλύψει τις ανάγκες των καθρεπτών;
Το κύριο πλεονέκτημα της μεταλλικής τρισδιάστατης εκτύπωσης είναι ότι μπορεί να κάνει αμέσως περίπλοκα σχήματα. Ωστόσο, η αρχική τραχύτητα της επιφάνειας του (Ra10-50 μ m) είναι πολύ διαφορετική από το πρότυπο καθρέφτη (Ra<0.01 μ m). To get the mirror effect, you need to work together on "printing+post-processing":
Βασικά στοιχεία της εκτύπωσης υψηλής-ακριβείας
Η τεχνολογία Selective Laser Melting (SLM), για παράδειγμα, συνδυάζει ένα λεπτό στρώμα σκόνης 20–60 μm και μια κηλίδα λέιζερ πλάτους μόνο μερικών μικρομέτρων για να αποκτήσει ακρίβεια διαστάσεων ± 20–50 μm. Αυτό κάνει μια στιβαρή βάση για γυάλισμα αργότερα. Το κέντρο πλήρους διεργασίας για την κατασκευή μεταλλικών πρόσθετων στο οποίο εργάστηκαν μαζί οι Hanbang Laser και Zhongnan Zhicheng μείωσε την αρχική τραχύτητα των πτερυγίων του στροβίλου σε Ra12 μ m, βελτιώνοντας τις στρατηγικές σάρωσης και ελέγχοντας το πάχος του στρώματος. Αυτό καθιστά δυνατή την επεξεργασία καθρεφτών.
Επιπτώσεις των χαρακτηριστικών του υλικού
Λόγω του χαμηλού συντελεστή θερμικής διαστολής και της υψηλής αντοχής στη διάβρωση, το κράμα τιτανίου, ο ανοξείδωτος χάλυβας και άλλα υλικά έχουν γίνει οι καλύτερες επιλογές για την επεξεργασία καθρέφτη. Για παράδειγμα, το κράμα τιτανίου TC4 που χρησιμοποιείται συχνά στην αεροδιαστημική βιομηχανία μπορεί να απαλλαγεί από πόρους χρησιμοποιώντας θερμή ισοστατική πίεση (HIP) μετά την εκτύπωση SLM. Αυτό κάνει την πυκνότητα του υλικού 99,9% και κάνει το γυάλισμα πολύ πιο ομοιόμορφο.
2. Διαδρομή διαδικασίας: Μια ματιά σε όλη τη διαδικασία, από την εκτύπωση μέχρι το mirroring
Για μια εμφάνιση καθρέφτη, πρέπει να περάσετε από τέσσερα κύρια βήματα: τραχιά λείανση, λεπτή λείανση, γυάλισμα και επίστρωση. Κάθε βήμα χρειάζεται προσεκτικό έλεγχο:
Αφαίρεση στρώσεων και ελαττωμάτων μέσω χονδροειδούς και λεπτής λείανσης
Μηχανική λείανση: Χρησιμοποιήστε τροχούς λείανσης διαμαντιών ή γυαλόχαρτο καρβιδίου του πυριτίου για να απαλλαγείτε σιγά σιγά από τα μοτίβα τυπωμένων στρωμάτων. Για παράδειγμα, η εκτύπωση 3D Jialichuang χρησιμοποιεί αυτοματοποιημένο εξοπλισμό λείανσης για να κάνει τα εξαρτήματα επεξεργασίας BJ λιγότερο τραχιά, από Ra2,4 μ m σε Ra0,8 μ m, διατηρώντας παράλληλα το ίδιο επίπεδο ακρίβειας.
Χημική χάραξη: Τα όξινα διαλύματα χρησιμοποιούνται για την επιλεκτική διάλυση επιφανειακών προεξοχών σε πολύπλοκες γεωμετρίες εσωτερικής κοιλότητας, γεγονός που καθιστά την αφαίρεση του υλικού ομοιόμορφη. Για παράδειγμα, μια αεροπορική εταιρεία χρησιμοποίησε ένα διάλυμα χάραξης με βάση το φωσφορικό οξύ για να κάνει τις λεπίδες του κινητήρα λιγότερο λειαντικά, από Ra15 μm σε Ra3 μm.
Γυάλισμα: Το άλμα από δευτερεύον-καθρέφτη σε καθρέφτη
Μηχανική στίλβωση: Η μέθοδος γυαλίσματος τριών- βημάτων WENDT χρησιμοποιεί έναν χονδρό τροχό γυαλίσματος για να απαλλαγούμε από σημάδια λείανσης, έναν μεσαίο τροχό γυαλίσματος για να λειάνει την επιφάνεια και έναν λεπτό τροχό γυαλίσματος για να αποκτήσει φινίρισμα καθρέφτη. Για παράδειγμα, τα εμφυτεύματα ισχίου της Johnson & Johnson έχουν τραχύτητα επιφάνειας Ra0,05 μm μετά από αυτή τη θεραπεία, η οποία πληροί τα κριτήρια βιοσυμβατότητας.
Το γυάλισμα χωρίς στρες{0}}είναι δυνατό με ηλεκτρολυτικό γυάλισμα, το οποίο διαλύει μικρά χτυπήματα στην επιφάνεια χρησιμοποιώντας ηλεκτρική ενέργεια. Για παράδειγμα, μια συγκεκριμένη μάρκα ρολογιών χρησιμοποιεί ηλεκτρολύτη με βάση το νιτρικό οξύ-για να κάνει το περίβλημα από ανοξείδωτο χάλυβα 316L λιγότερο τραχύ, από Ra0,8 μ m σε Ra0,02 μ m, και ταυτόχρονα, κάνει τη θήκη πιο ανθεκτική στη διάβρωση.
Επικάλυψη: διπλή βελτίωση λειτουργίας και διακόσμησης
Φυσική εναπόθεση ατμών (PVD): Αυτή η διαδικασία τοποθετεί σκληρές επιστρώσεις όπως TiN και CrN σε υποστρώματα καθρέφτη. Το πάχος μπορεί να ρυθμιστεί μεταξύ 0,5 και 2 μm. Αυτό κάνει τις επιστρώσεις πιο ανθεκτικές στη φθορά και τους δίνει όμορφα εφέ όπως χρυσό και μαύρο. Για παράδειγμα, ένας κατασκευαστής αυτοκινήτων έχει χρησιμοποιήσει τεχνολογία PVD για να κάνει τα κουπιά αλλαγής ταχυτήτων να διαρκούν περισσότερες από 500.000 φορές.
Χημική επινικελίωση: Η διαδικασία εναπόθεσης χωρίς ηλεκτρική δημιουργείται ένα σταθερό στρώμα νικελίου σε σύνθετες καμπύλες επιφάνειες πάχους 10 έως 20 μm. Για παράδειγμα, ένας κατασκευαστής αεροσκαφών έχει κάνει τα ακροφύσια καυσίμου τρεις φορές πιο ανθεκτικά στη διάβρωση χρησιμοποιώντας ηλεκτρολυτική επινικελίωση, διατηρώντας ωστόσο τις διαστάσεις με ακρίβεια ± 0,01 mm.
3. Χρήση στην επιχείρηση: Κοινές χρήσεις για την τρισδιάστατη εκτύπωση με καθρέφτη
Τομέας της αεροδιαστημικής
Τα πτερύγια του στροβίλου, οι θάλαμοι καύσης και άλλα εξαρτήματα πρέπει να μπορούν να χειρίζονται ταυτόχρονα υψηλές θερμοκρασίες και καλή αεροδυναμική. Για παράδειγμα, η GE Aviation χρησιμοποίησε τη μέθοδο ηλεκτρολυτικής στίλβωσης SLM+ για να κάνει την επιφάνεια των λεπίδων του κινητήρα LEAP λιγότερο τραχιά, από Ra10 μm σε Ra0,2 μm. Αυτό έκανε τον κινητήρα 2% πιο οικονομικό στην κατανάλωση καυσίμου.
Τομέας ιατροτεχνολογικών προϊόντων
Τα ορθοπεδικά εμφυτεύματα, τα χειρουργικά εργαλεία και άλλα πράγματα πρέπει να είναι βιοσυμβατά και να καταπολεμούν τα βακτήρια. Για παράδειγμα, μια συγκεκριμένη εταιρεία κατασκεύασε ένα τρισδιάστατο-εκτυπωμένο κύπελλο κοτύλης από κράμα τιτανίου που έχει τραχύτητα επιφάνειας Ra0,03 μm μετά από ηλεκτρολυτικό γυάλισμα. Αυτό σημαίνει ότι τα μικρόβια είναι λιγότερο πιθανό να κολλήσουν σε αυτό και ο κίνδυνος μόλυνσης μετά από χειρουργική επέμβαση είναι πολύ μικρότερος.
Στον τομέα των ηλεκτρονικών ειδών ευρείας κατανάλωσης
Οι μεντεσέδες για πτυσσόμενες οθόνες, τα περίβλημα του ρολογιού-και άλλα πράγματα πρέπει να είναι ελαφριά και δυνατά. Για παράδειγμα, η Hanbang Laser έφτιαξε έναν μεντεσέ από κράμα τιτανίου για μια συγκεκριμένη μάρκα κινητού τηλεφώνου. Είχε πάχος 0,3 χιλιοστά και είχε επιφανειακή σκληρότητα HV1200, η ​​οποία πληρούσε τις απαιτήσεις δοκιμών 200.000 φορές.