Koji su zahtjevi za hrapavost površine za metalnu 3D štampu u različitim industrijama?

一, Tehnički značaj i industrijski uticaj hrapavosti površine.
Hrapavost površine (Ra) je ključna mjera mikro-geometrijskog oblika površine. Broj koji se pojavi direktno utiče na to koliko je komponenta otporna na habanje, koroziju, zamor i zaptivanje. Kada 3D štampate metalom, na vrednost Ra utiču stvari kao što su veličina čestica praha, debljina slojeva, snaga lasera i tehnika skeniranja. Na primjer, fini prah (15–45 μm) može imati vrijednost Ra od čak 3–5 μm jer dobro teče i ravnomjerno ispunjava bazen taline. S druge strane, grubi prahovi (53–105 μm) obično imaju Ra vrijednosti između 8 i 12 μm jer su njihove čestice prevelike.
Većinu vremena, Ra vrijednosti štampanih dijelova koji nisu optimizirani su između 7 i 20 μm. Ovaj nivo može zadovoljiti većinu industrijskih potreba, iako postoje veliki funkcionalni rizici u visokoj-industriji.
Vazduhoplovstvo: grube površine mogu lako uzrokovati nakupljanje stresa, zbog čega se lopatice motora mogu prerano polomiti kada su pod visokom temperaturom i pritiskom.
Medicinski implantati: Ra nivoi viši od 3,2 μm povećavaju opasnost od zalijepljenja mikroorganizama za njih i mogu uzrokovati infekcije nakon operacije;
Potrošačka elektronika: hrapavost površine može otežati optičkim dijelovima prolazak svjetlosti i smanjiti jasnoću slike.
2, Potrebe i primjeri diferencijacije industrije
1. Vazduhoplovstvo: Krajnji cilj Ra manji od ili jednak 1,6 μm
Vazdušni sektor ima vrlo stroge standarde o tome koliko pouzdani dijelovi moraju biti. Na primjer, lopatice turbine moraju biti sposobne podnijeti centrifugalnu silu od 100.000 okretaja u minuti na visokoj temperaturi od 1300 stepeni Celzijusa. Čak i male površinske greške mogu imati strašne posljedice. U poslovnom svijetu je utvrđeno da:
Tehnički standard: Da bi se smanjio rizik od ljuštenja sloja oksidacije pri visokim{0} temperaturama, Ra vrijednost bitnih dijelova treba održavati između 0,8 i 1,6 μm.
U tipičnom scenariju, tehnologija laserskog selektivnog topljenja (SLM) korištena je za štampanje jednokristalnih lopatica za određeni tip avionskog motora. Nakon toga je korišćeno vakuumsko elektro poliranje kako bi se površina učinila glatkijom, smanjivši hrapavost sa Ra12 m na Ra0,8 m i povećavši vijek trajanja zamora za 40%.
Inovacija u procesu: Huashu High Tech FS200M mašina ima finu svetlosnu tačku od 40 μm koja može direktno da štampa delove Ra3,0 μm. Ovo zadovoljava potrebe vazduhoplovne industrije za masovnu proizvodnju malih preciznih delova.
2. Medicinski implantati: biokompatibilnost crvena linija sa Ra 3,2 m
Medicinskom poslu su potrebne grube površine jer su sigurnije za ljude i bolje rade s drugim stvarima:
Ortopedski implantati: Zglobne proteze od legure titanijuma moraju oponašati trabekularnu strukturu kosti, sa hrapavostom površine regulisanom na Ra1,5-2,5 μm kako bi se olakšalo prianjanje i proliferacija koštanih ćelija;
Zubni implantati: Ra vrijednost regije s navojem mora biti manja ili jednaka 3,2 μm; u suprotnom bi razvoj bakterija mogao uzrokovati peri implantitis.
Yunyao Shenweijeva optimizacija cijelog procesnog lanca (ultra-posipanje finog praha + visoka-precizna optička kontrola puta) daje površini kvalitet Ra0,8–2,8 μm. To znači da implantati mogu ići direktno u operacijsku salu bez dodatne obrade.
3. Elektronika za potrošače: Ra Manje od ili jednako 0,8 μm je optički kriterij.
Guranje ka manjim proizvodima i više funkcija u potrošačkoj elektronici je ono što pokreće potragu za glatkim površinama.
Optički dijelovi: Nosač za kameru mobilnog telefona mora imati Ra od 0,8 μm ili manji kako bi se izbjegle mutne slike nastale rasipanjem svjetlosti.
Strukturni dijelovi: Da se šarke laptopa ne bi prebrzo istrošile, potrebno ih je tretirati površinom koja ima Ra manji od 1,6 μm.
Industrijska praksa: Zhongrui Technology iSLM80P oprema koristi 25 m tačku i tehnologiju dinamičkog širenja praha za direktno štampanje mikro antena sa Ra 3,2 m. Ovo skraćuje vrijeme post{4}}obrade za 80% u poređenju sa standardnim metodama.
4. Energija i plijesan: dobar kompromis između cijene i Ra Manje od ili jednako 6,3 μm
U izradi energetske opreme i kalupa, hrapavost površine mora biti dobra kombinacija cijene i performansi:
Komora za sagorevanje gasne turbine: Treba da bude u stanju da podnese visoke temperature od 1200 stepeni i gasnu eroziju. Hrapavost površine treba održavati između Ra3,2 i 6,3 μm kako bi se pronašao kompromis između otpornosti na koroziju i efikasnosti obrade.
Kalup za ubrizgavanje: Ra vrijednost površine konformnog rashladnog kanala treba biti manja ili jednaka 6,3 μm. Ako nije, proizvod se može izobličiti jer se ne hladi ravnomjerno.
Na primjer, SLM tehnologija je korištena za štampanje određene vrste kalupa za automobile. Hemijsko poliranje smanjilo je vrijednost Ra sa 15 μm na 6,3 μm, što je učinilo da kalup traje 30% duže.