Mogu li metalni 3D štampani dijelovi postići efekat ogledala?

1. Tehnički princip: Kako 3D štampa može zadovoljiti potrebe ogledala?
Glavna prednost metalne 3D štampe je ta što može odmah napraviti komplikovane oblike. Međutim, njegova početna hrapavost površine (Ra10-50 μm) je veoma različita od standarda ogledala (Ra<0.01 μ m). To get the mirror effect, you need to work together on "printing+post-processing":
Osnove visoko{0}}preciznog štampanja
Tehnologija selektivnog laserskog topljenja (SLM), na primjer, kombinuje tanak sloj praha od 20–60 μm i lasersku mrlju široku samo nekoliko mikrometara kako bi se postigla preciznost dimenzija od ± 20–50 μm. Ovo čini čvrstu bazu za kasnije poliranje. Puni procesni centar za proizvodnju metalnih aditiva na kojem su Hanbang Laser i Zhongnan Zhicheng zajedno radili smanjio je početnu hrapavost lopatica turbine na Ra12 μm poboljšanjem strategija skeniranja i kontrolom debljine sloja. Ovo omogućava obradu ogledala.
Uticaj karakteristika materijala
Zbog niskog koeficijenta termičkog širenja i visoke otpornosti na koroziju, legure titana, nerđajući čelik i drugi materijali postali su najbolji izbor za obradu ogledala. Na primjer, legura titana TC4 koja se često koristi u avio industriji može se riješiti pora pomoću vrućeg izostatičkog presovanja (HIP) nakon SLM štampe. To čini gustinu materijala 99,9% i čini poliranje mnogo ravnomjernijim.
2. Putanja procesa: Pogled na ceo proces, od štampanja do preslikavanja
Za izgled ogledala, potrebno je proći kroz četiri glavna koraka: grubo brušenje, fino brušenje, poliranje i premazivanje. Svaki korak zahtijeva pažljivu kontrolu:
Uklanjanje slojeva i nedostataka grubim i finim brušenjem
Mehaničko brušenje: Koristite dijamantske brusne ploče ili brusni papir od silicijum karbida da biste se polako riješili odštampanih uzoraka slojeva. Na primjer, Jialichuang 3D printanje koristi automatiziranu opremu za mljevenje kako bi BJ procesne dijelove učinili manje grubim, krećući se od Ra2,4 μm do Ra0,8 μm, uz zadržavanje istog nivoa tačnosti.
Hemijsko jetkanje: kisele otopine se koriste za selektivno otapanje površinskih izbočina na složenim geometrijama unutrašnjih šupljina, što čini uklanjanje materijala ravnomjernim. Na primjer, jedna zrakoplovna kompanija koristila je otopinu za jetkanje na bazi fosforne kiseline kako bi lopatice motora učinile manje abrazivnim, krećući se od Ra15 μm do Ra3 μm.
Poliranje: Skok sa pod-ogledala na ogledalo
Mehaničko poliranje: WENDT metoda poliranja u tri-stepena koristi točak za grubo poliranje da se riješi tragova brušenja, srednji točak za poliranje da izgladi površinu i točak za fino poliranje da dobije zrcalnu završnicu. Na primjer, Johnson & Johnson's hip implantati imaju hrapavost površine od Ra0,05 μm nakon ovog tretmana, što zadovoljava kriterije biokompatibilnosti.
Poliranje-bez stresa je moguće uz elektrolitičko poliranje, koje otapa male neravnine na površini pomoću električne energije. Na primjer, određeni brend satova koristi elektrolit na bazi dušične kiseline- kako bi kućište od nehrđajućeg čelika 316L učinilo manje grubim, krećući se od Ra0,8 μm do Ra0,02 μm, a u isto vrijeme čini kućište otpornijim na koroziju.
Premaz: dvostruko poboljšanje funkcije i dekoracije
Fizičko taloženje pare (PVD): Ovaj proces stavlja tvrde premaze kao što su TiN i CrN na zrcalne podloge. Debljina se može regulisati između 0,5 i 2 μm. To čini premaze otpornijim na habanje i daje im prekrasne efekte poput zlatne i crne. Na primjer, jedan proizvođač automobila koristio je PVD tehnologiju kako bi lopatice mjenjača trajale više od 500.000 puta.
Hemijsko niklovanje: proces bezelektričnog taloženja stvara konzistentan sloj nikla na složenim zakrivljenim površinama debljine od 10 do 20 μm. Na primjer, proizvođač aviona je napravio mlaznice za gorivo tri puta otpornijim na koroziju korištenjem niklovane bez elektronike, a pritom je zadržao dimenzije točne unutar ± 0,01 mm.
3. Upotreba u poslovanju: Uobičajena upotreba za ogledalo 3D štampanja
Oblast vazduhoplovstva
Lopatice turbine, komore za sagorevanje i drugi delovi moraju biti u stanju da podnesu i visoke temperature i dobru aerodinamiku u isto vreme. Na primjer, GE Aviation je koristila metodu SLM+elektrolitičkog poliranja kako bi površinu lopatica LEAP motora učinila manje grubom, krećući se od Ra10 μm do Ra0,2 μm. Ovo je učinilo motor 2% efikasnijim u potrošnji goriva.
Oblast medicinskih uređaja
Ortopedski implantati, hirurški alati i druge stvari moraju biti biokompatibilni i boriti se protiv bakterija. Na primjer, jedna kompanija je napravila 3D-štampani acetabularni čašić od legure titanijuma koji nakon elektrolitičkog poliranja ima hrapavost površine Ra0,03 μm. To znači da je manje vjerovatno da će se klice zalijepiti za njega, a rizik od infekcije nakon operacije je mnogo manji.
U oblasti potrošačke elektronike
Šarke za sklopive ekrane, vrhunska-kućišta satova i druge stvari moraju biti lagane i čvrste. Na primjer, Hanbang Laser je napravio šarku od legure titanijuma za određeni brend mobilnog telefona. Bio je debljine 0,3 mm i površinske tvrdoće HV1200, što je zadovoljilo zahtjeve 200.000 testova na preklop.