Могат ли металните 3D отпечатани части да постигнат огледален ефект?

1. Технически принцип: Как 3D печатът може да отговори на нуждите на огледалата?
Основното предимство на металния 3D печат е, че той може незабавно да прави сложни форми. Неговата първоначална грапавост на повърхността (Ra10-50 μm) обаче е много различна от огледалния стандарт (Ra<0.01 μ m). To get the mirror effect, you need to work together on "printing+post-processing":
Основи на високо-прецизния печат
Технологията за селективно лазерно топене (SLM) например съчетава тънък слой от 20–60 μm прах и лазерно петно, което е широко само няколко микрометра, за да се получи прецизност на размерите от ± 20–50 μm. Това прави здрава основа за полиране по-късно. Пълният процесен център за производство на метални добавки, върху който Hanbang Laser и Zhongnan Zhicheng работиха заедно, намали първоначалната грапавост на турбинните лопатки до Ra12 μm чрез подобряване на стратегиите за сканиране и контролиране на дебелината на слоя. Това дава възможност за обработка на огледала.
Влияние на характеристиките на материала
Поради ниския си коефициент на топлинно разширение и висока устойчивост на корозия, титановата сплав, неръждаемата стомана и други материали са се превърнали в най-добрия избор за обработка на огледала. Например, титановата сплав TC4, която често се използва в космическата индустрия, може да премахне порите с помощта на горещо изостатично пресоване (HIP) след SLM печат. Това прави плътността на материала 99,9% и прави полирането много по-равномерно.
2. Път на процеса: Поглед към целия процес, от отпечатването до огледалното копиране
За огледален вид трябва да преминете през четири основни стъпки: грубо шлайфане, фино шлайфане, полиране и нанасяне на покритие. Всяка стъпка изисква внимателен контрол:
Отстраняване на наслоявания и дефекти чрез грубо и фино смилане
Механично шлайфане: Използвайте диамантени шлифовъчни дискове или шкурка от силициев карбид, за да се отървете бавно от шарките на отпечатания слой. Например, 3D печатът на Jialichuang използва автоматизирано оборудване за шлайфане, за да направи детайлите на процеса BJ по-малко груби, преминавайки от Ra2,4 μm до Ra0,8 μm, като същевременно запазва същото ниво на точност.
Химическо ецване: Киселинните разтвори се използват за селективно разтваряне на повърхностни изпъкналости върху сложни вътрешни геометрии на кухини, което прави отстраняването на материала равномерно. Например, една авиационна компания използва разтвор за ецване на базата на фосфорна киселина, за да направи лопатките на двигателя по-малко абразивни, преминавайки от Ra15 μm до Ra3 μm.
Полиране: Скок от под-огледало към огледало
Механично полиране: Три{0}}стъпковият метод на полиране WENDT използва грубо полиращо колело, за да се отърве от следите от шлайфане, средно полиращо колело за изглаждане на повърхността и фино полиращо колело, за да се получи огледално покритие. Например тазобедрените импланти на Johnson & Johnson имат повърхностна грапавост от Ra0,05 μm след тази обработка, което отговаря на критериите за биосъвместимост.
Полиране-без напрежение е възможно с електролитно полиране, което разтваря малки неравности по повърхността с помощта на електричество. Например определена марка часовник използва електролит на основата на -азотна киселина, за да направи корпуса от неръждаема стомана 316L по-малко груб, преминавайки от Ra0,8 μm до Ra0,02 μm, и в същото време прави корпуса по-устойчив на корозия.
Покритие: двойно подобряване на функцията и декорацията
Физическо отлагане на пари (PVD): Този процес поставя твърди покрития като TiN и CrN върху огледални субстрати. Дебелината може да се регулира между 0,5 и 2 μm. Това прави покритията по-устойчиви на износване и им придава красиви ефекти като златно и черно. Например, един производител на автомобили е използвал PVD технология, за да накара лостчетата за превключване да издържат повече от 500 000 пъти.
Химично никелиране: Процесът на безелектрическо отлагане генерира последователен слой никел върху сложни извити повърхности с дебелина от 10 до 20 μm. Например, производител на самолети е направил горивните дюзи три пъти по-устойчиви на корозия чрез използване на неелектротехническо никелиране, като същевременно запазва точността на размерите в рамките на ± 0,01 mm.
3. Използване в бизнеса: Често използвани за огледален 3D печат
Сфера на космическото пространство
Турбинните лопатки, горивните камери и другите части трябва да могат да издържат едновременно на високи температури и добра аеродинамика. Например, GE Aviation използва метода за електролитно полиране SLM+, за да направи повърхността на лопатките на двигателя LEAP по-малко грапава, преминавайки от Ra10 μm до Ra0,2 μm. Това направи двигателя с 2% по-икономичен.
Сфера на медицинските изделия
Ортопедичните импланти, хирургическите инструменти и други неща трябва да бъдат биосъвместими и да се борят с бактериите. Например, определена компания направи 3D-отпечатана ацетабуларна чаша от титаниева сплав, която има повърхностна грапавост Ra0,03 μm след електролитно полиране. Това означава, че е по-малко вероятно микробите да се придържат към него и рискът от инфекция след операция е много по-малък.
В областта на битовата електроника
Пантите за сгъваеми екрани,-корпуси на часовници от висок клас и други неща трябва да са леки и здрави. Например Hanbang Laser направи панта от титаниева сплав за определена марка мобилен телефон. Беше с дебелина 0,3 mm и повърхностна твърдост HV1200, която отговаряше на изискванията за 200 000 пъти тестове.