Kādas ir virsmas raupjuma prasības metāla 3D drukāšanai dažādās nozarēs?

一, Virsmas raupjuma tehniskā nozīme un nozares ietekme.
Virsmas raupjums (Ra) ir galvenais virsmas mikro{0}ģeometriskās formas mērs. Skaitlis, kas tiek parādīts, tieši ietekmē to, cik labi komponents ir izturīgs pret nodilumu, koroziju, nogurumu un blīvējumu. Drukājot 3D ar metālu, Ra vērtību ietekmē tādas lietas kā pulvera daļiņu izmērs, slāņu biezums, lāzera jauda un skenēšanas tehnika. Piemēram, smalkam pulverim (15–45 μm) Ra vērtība var būt pat 3–5 μm, jo ​​tas labi plūst un vienmērīgi aizpilda kausējuma baseinu. No otras puses, rupjiem pulveriem (53–105 μm) Ra vērtības parasti ir no 8 līdz 12 μm, jo ​​to daļiņas ir pārāk lielas.
Lielāko daļu laika drukāto detaļu Ra vērtības, kas nav optimizētas, ir no 7 līdz 20 μm. Šis līmenis var atbilst lielākajai daļai rūpniecisko vajadzību, lai gan augstajā-nozarē pastāv lieli funkcionālie riski.
Kosmiskā aviācija: raupjas virsmas var izraisīt spriedzes veidošanos, kas var izraisīt dzinēja lāpstiņas pārāk ātri salūzt, ja tās ir zem augstas temperatūras un spiediena.
Medicīniskie implanti: Ra līmenis, kas pārsniedz 3,2 μm, palielina mikroorganismu pielipšanas risku un var izraisīt infekcijas pēc operācijas;
Plaša patēriņa elektronika: virsmas raupjums var apgrūtināt optisko daļu gaismas caurlaidību un samazināt attēlu skaidrību.
2. Nozares diferenciācijas vajadzības un piemēri
1. Aviācija: galamērķis Ra ir mazāks par vai vienāds ar 1,6 μm
Aviācijas un kosmosa nozarē ir ļoti stingri standarti attiecībā uz detaļu uzticamību. Piemēram, turbīnu lāpstiņām ir jāspēj izturēt centrbēdzes spēku 100 000 apgriezienu minūtē augstā 1300 grādu temperatūrā pēc Celsija. Pat nelieliem virsmas defektiem var būt briesmīgas sekas. Biznesa pasaulē ir konstatēts, ka:
Tehniskais standarts: lai samazinātu oksidācijas slāņa nolobīšanās risku augstā -temperatūrā, būtisku daļu Ra vērtība jāsaglabā robežās no 0,8 līdz 1,6 μm.
Tipiskā scenārijā lāzera selektīvās kausēšanas (SLM) tehnoloģija tika izmantota, lai drukātu monokristāla asmeņus noteikta veida gaisa kuģa dzinējiem. Pēc tam tika izmantota vakuuma elektropulēšana, lai padarītu virsmu gludāku, samazinot raupjumu no Ra12 m līdz Ra0,8 m un palielinot noguruma kalpošanas laiku par 40%.
Procesa inovācija: Huashu High Tech FS200M iekārtai ir 40 μm smalks gaismas punkts, kas var tieši izdrukāt Ra3,0 μm daļas. Tas atbilst aviācijas un kosmosa nozares vajadzībām pēc mazu precizitātes detaļu masveida ražošanas.
2. Medicīniskie implanti: biosaderības sarkanā līnija ar Ra 3,2 m
Medicīnas biznesam ir vajadzīgas raupjas virsmas, jo tās ir drošākas cilvēkiem un labāk darbojas ar citām lietām:
Ortopēdiskie implanti: titāna sakausējuma locītavu protēzēm jāatdarina kaula trabekulārā struktūra ar virsmas raupjumu, kas regulēts pie Ra1,5–2,5 μm, lai atvieglotu kaulu šūnu pielipšanu un proliferāciju;
Zobu implanti: vītņotā apgabala Ra vērtībai jābūt mazākai vai vienādai ar 3,2 μm; pretējā gadījumā baktēriju attīstība var izraisīt periimplantītu.
Yunyao Shenwei visa procesa ķēdes optimizācija (ultra-smalka pulvera izkliedēšana + augstas-precizitātes optiskā ceļa kontrole) nodrošina virsmas kvalitāti Ra0,8–2,8 μm. Tas nozīmē, ka implanti var nonākt tieši operāciju zālē bez papildu apstrādes.
3. Elektronika patērētājiem: Ra Optiskās kvalitātes kritērijs ir mazāks par vai vienāds ar 0,8 μm.
Virzība uz mazākiem produktiem un vairāk funkciju plaša patēriņa elektronikā ir tas, kas veicina gludu virsmu meklēšanu.
Optiskās daļas: mobilā tālruņa kameras stiprinājuma Ra ir jābūt 0,8 μm vai mazākam, lai izvairītos no izplūdušiem attēliem, ko rada gaismas izkliede.
Strukturālās daļas: lai klēpjdatoru eņģes nenodiltu pārāk ātri, tās jāapstrādā ar virsmu, kuras Ra ir mazāks par 1,6 μm.
Nozares prakse: Zhongrui Technology iSLM80P iekārta izmanto 25 m punktu un dinamisku pulvera izkliedēšanas tehnoloģiju, lai tieši drukātu mikro antenas ar Ra 3,2 m. Tas samazina pēcapstrādes laiku-par 80%, salīdzinot ar standarta metodēm.
4. Enerģija un pelējums: labs kompromiss starp izmaksām un Ra Mazāks vai vienāds ar 6,3 μm
Enerģijas iekārtu un veidņu izgatavošanā virsmas raupjumam ir jābūt labam izmaksu un veiktspējas sajaukumam:
Gāzes turbīnas sadegšanas kamera: tai jāspēj izturēt 1200 grādu augstu temperatūru un gāzes eroziju. Virsmas raupjumam jābūt no Ra3,2 līdz 6,3 μm, lai rastu kompromisu starp izturību pret koroziju un apstrādes efektivitāti.
Iesmidzināšanas veidne: Konformālā dzesēšanas kanāla virsmas Ra vērtībai jābūt mazākai par 6,3 μm vai vienādai ar to. Ja tā nav, produkts var deformēties, jo tas neatdziest vienmērīgi.
Piemēram, SLM tehnoloģija tika izmantota noteikta veida automašīnu veidņu drukāšanai. Ķīmiskā pulēšana samazināja Ra vērtību no 15 μm līdz 6,3 μm, kas ļāva veidnei kalpot par 30% ilgāk.