Ποιες είναι οι απαιτήσεις τραχύτητας επιφάνειας για την τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλων σε διάφορες βιομηχανίες;

一, Η τεχνική σημασία και η βιομηχανική επίδραση της τραχύτητας της επιφάνειας.
Η τραχύτητα επιφάνειας (Ra) είναι ένα βασικό μέτρο του μικρο-γεωμετρικού σχήματος της επιφάνειας. Ο αριθμός που προκύπτει επηρεάζει άμεσα το πόσο καλά αντέχει το εξάρτημα στη φθορά, τη διάβρωση, την κόπωση και τη σφράγιση. Όταν εκτυπώνετε 3D με μέταλλο, η τιμή Ra επηρεάζεται από πράγματα όπως το μέγεθος των σωματιδίων της σκόνης, το πάχος των στρωμάτων, η ισχύς του λέιζερ και η τεχνική σάρωσης. Για παράδειγμα, η λεπτή σκόνη (15–45 μ m) μπορεί να έχει τιμή Ra τόσο χαμηλή όσο 3–5 μ m επειδή ρέει καλά και γεμίζει ομοιόμορφα τη δεξαμενή τήγματος. Από την άλλη πλευρά, οι χονδροειδείς σκόνες (53–105 μ m) έχουν συνήθως τιμές Ra μεταξύ 8 και 12 μm επειδή τα σωματίδια τους είναι πολύ μεγάλα.
Τις περισσότερες φορές, οι τιμές Ra των εκτυπωμένων εξαρτημάτων που δεν έχουν βελτιστοποιηθεί είναι μεταξύ 7 και 20 μm. Αυτό το επίπεδο μπορεί να καλύψει τις περισσότερες βιομηχανικές ανάγκες, αν και υπάρχουν μεγάλοι λειτουργικοί κίνδυνοι στον κλάδο υψηλού επιπέδου-.
Αεροδιαστημική: Οι τραχιές επιφάνειες μπορούν εύκολα να προκαλέσουν συσσώρευση πίεσης, κάτι που μπορεί να κάνει τα πτερύγια του κινητήρα να σπάσουν πολύ σύντομα όταν βρίσκονται υπό υψηλή θερμοκρασία και πίεση.
Ιατρικά εμφυτεύματα: Τα επίπεδα Ra υψηλότερα από 3,2 μm αυξάνουν τον κίνδυνο προσκόλλησης μικροοργανισμών σε αυτά και μπορεί να προκαλέσουν λοιμώξεις μετά την επέμβαση.
Καταναλωτικά ηλεκτρονικά είδη: Η τραχύτητα της επιφάνειας μπορεί να δυσκολέψει τα οπτικά μέρη να περάσουν το φως και να μειώσει τη διαύγεια των εικόνων.
2, Οι ανάγκες και παραδείγματα διαφοροποίησης του κλάδου
1. Αεροδιαστημική: Ο απώτερος στόχος του Ra Μικρότερο ή ίσο με 1,6 μ m
Ο τομέας της αεροδιαστημικής έχει πολύ αυστηρά πρότυπα για το πόσο αξιόπιστα πρέπει να είναι τα ανταλλακτικά. Για παράδειγμα, τα πτερύγια του στροβίλου πρέπει να μπορούν να χειριστούν μια φυγόκεντρη δύναμη 100.000 στροφών ανά λεπτό σε υψηλή θερμοκρασία 1300 βαθμών Κελσίου. Ακόμη και μικρές επιφανειακές ατέλειες μπορεί να έχουν τρομερά αποτελέσματα. Στον επιχειρηματικό κόσμο, έχει διαπιστωθεί ότι:
Τεχνικό πρότυπο: Για να μειωθεί ο κίνδυνος απολέπισης του στρώματος οξείδωσης σε υψηλή-θερμοκρασία, η τιμή Ra των βασικών εξαρτημάτων θα πρέπει να διατηρείται μεταξύ 0,8 και 1,6 μm.
Σε ένα τυπικό σενάριο, η τεχνολογία επιλεκτικής τήξης με λέιζερ (SLM) χρησιμοποιήθηκε για την εκτύπωση λεπίδων μονού κρυστάλλου για έναν συγκεκριμένο τύπο κινητήρα αεροσκάφους. Μετά από αυτό, χρησιμοποιήθηκε ηλεκτροστίλβωση κενού για να γίνει η επιφάνεια πιο λεία, μειώνοντας την τραχύτητα από Ra12 m σε Ra0,8 m και αυξάνοντας τη διάρκεια κόπωσης κατά 40%.
Καινοτομία διαδικασίας: Το μηχάνημα Huashu High Tech FS200M έχει ένα λεπτό φωτεινό σημείο 40 μ m που μπορεί να εκτυπώσει απευθείας εξαρτήματα Ra3,0 μ m. Αυτό ανταποκρίνεται στις ανάγκες της αεροδιαστημικής βιομηχανίας για μαζική παραγωγή μικρών ανταλλακτικών ακριβείας.
2. Ιατρικά εμφυτεύματα: κόκκινη γραμμή βιοσυμβατότητας με Ra 3,2 m
Η ιατρική επιχείρηση χρειάζεται τραχιές επιφάνειες επειδή είναι πιο ασφαλείς για τους ανθρώπους και λειτουργούν καλύτερα με άλλα πράγματα:
Ορθοπεδικά εμφυτεύματα: Οι αρθρικές προθέσεις από κράμα τιτανίου πρέπει να μιμούνται την δοκιδωτή δομή του οστού, με την τραχύτητα της επιφάνειας να ρυθμίζεται σε Ra1,5-2,5 μm για να διευκολύνεται η προσκόλληση και ο πολλαπλασιασμός των οστικών κυττάρων.
Οδοντικά εμφυτεύματα: Η τιμή Ra της περιοχής με σπείρωμα πρέπει να είναι μικρότερη ή ίση με 3,2 μm. Διαφορετικά, η ανάπτυξη βακτηρίων θα μπορούσε να προκαλέσει περιεμφυτευματίτιδα.
Η βελτιστοποίηση ολόκληρης της αλυσίδας διεργασιών του Yunyao Shenwei (πολύ-εξάπλωση λεπτής σκόνης + έλεγχος οπτικής διαδρομής υψηλής-ακρίβειας) δίνει στην επιφάνεια ποιότητα Ra0,8–2,8 μm. Αυτό σημαίνει ότι τα εμφυτεύματα μπορούν να πάνε κατευθείαν στο χειρουργείο χωρίς καμία επιπλέον επεξεργασία.
3. Ηλεκτρονικά για καταναλωτές: Ra Μικρότερο ή ίσο με 0,8 μ m είναι το κριτήριο οπτικής ποιότητας.
Η ώθηση προς μικρότερα προϊόντα και περισσότερες λειτουργίες στα ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης είναι αυτό που οδηγεί την αναζήτηση για λείες επιφάνειες.
Οπτικά μέρη: Η βάση για την κάμερα του κινητού τηλεφώνου πρέπει να έχει Ra 0,8 μ m ή λιγότερο για να αποφευχθούν θολές εικόνες που παράγονται από τη σκέδαση φωτός.
Δομικά μέρη: Για να μην φθείρονται πολύ γρήγορα οι μεντεσέδες του φορητού υπολογιστή, πρέπει να υποβληθούν σε επεξεργασία με επιφάνεια που έχει Ra μικρότερο από 1,6 μ m.
Βιομηχανική πρακτική: Ο εξοπλισμός Zhongrui Technology iSLM80P χρησιμοποιεί τεχνολογία 25 m spot και δυναμική εξάπλωση πούδρας για την απευθείας εκτύπωση μικροκεραίων με Ra 3,2 m. Αυτό μειώνει τον χρόνο επεξεργασίας μετά{4}}κατά 80% σε σύγκριση με τις τυπικές μεθόδους.
4. Ενέργεια και καλούπι: ένας καλός συμβιβασμός μεταξύ κόστους και Ra Λιγότερο ή ίσο με 6,3 μ m
Κατά την κατασκευή ενεργειακού εξοπλισμού και καλουπιών, η τραχύτητα της επιφάνειας πρέπει να είναι ένας καλός συνδυασμός κόστους και απόδοσης:
Θάλαμος καύσης αεριοστροβίλου: Πρέπει να μπορεί να χειρίζεται υψηλές θερμοκρασίες 1200 μοιρών και διάβρωση αερίου. Η τραχύτητα της επιφάνειας πρέπει να διατηρείται μεταξύ Ra3,2 και 6,3 μm για να βρεθεί ένας συμβιβασμός μεταξύ της αντίστασης στη διάβρωση και της απόδοσης επεξεργασίας.
Καλούπι έγχυσης: Η τιμή Ra της επιφάνειας του ομοιόμορφου καναλιού ψύξης πρέπει να είναι μικρότερη ή ίση με 6,3 μ m. Εάν δεν είναι, το προϊόν μπορεί να παραμορφωθεί επειδή δεν κρυώνει ομοιόμορφα.
Για παράδειγμα, η τεχνολογία SLM χρησιμοποιήθηκε για την εκτύπωση ενός συγκεκριμένου τύπου καλουπιού αυτοκινήτου. Η χημική στίλβωση μείωσε την τιμή Ra από 15 μ m σε 6,3 μ m, γεγονός που έκανε το καλούπι να διαρκεί 30% περισσότερο.