Какви са изискванията за грапавост на повърхността за метален 3D печат в различни индустрии?

一, Техническото значение и индустриалното влияние на грапавостта на повърхността.
Грапавостта на повърхността (Ra) е ключова мярка за микро-геометричната форма на повърхността. Числото, което се появява за него, пряко влияе върху това колко добре компонентът издържа на износване, корозия, умора и уплътняване. Когато 3D печатате с метал, стойността на Ra се влияе от неща като размера на прахообразните частици, дебелината на слоевете, мощността на лазера и техниката на сканиране. Например финият прах (15–45 μm) може да има стойност на Ra до 3–5 μm, тъй като тече добре и запълва равномерно резервоара за стопилка. От друга страна, грубите прахове (53–105 μm) обикновено имат стойности на Ra между 8 и 12 μm, тъй като техните частици са твърде големи.
През повечето време стойностите на Ra на отпечатани части, които не са оптимизирани, са между 7 и 20 μm. Това ниво може да задоволи повечето индустриални нужди, въпреки че има големи функционални рискове в-индустрията от висок клас.
Космонавтика: Грапавите повърхности могат лесно да причинят натрупване на напрежение, което може да накара лопатките на двигателя да се счупят твърде рано, когато са под висока температура и налягане.
Медицински импланти: нивата на Ra по-високи от 3,2 μm повишават опасността от полепване на микроорганизми по тях и могат да причинят инфекции след операция;
Потребителска електроника: Грапавостта на повърхността може да затрудни оптичните части да преминават през светлина и да намали яснотата на изображенията.
2, Нуждите и примери за диференциация на индустрията
1. Космос: Крайната цел на Ra По-малко или равно на 1,6 μm
Аерокосмическият сектор има много строги стандарти за това колко надеждни трябва да бъдат частите. Например турбинните лопатки трябва да могат да издържат на центробежна сила от 100 000 оборота в минута при висока температура от 1300 градуса по Целзий. Дори леки повърхностни дефекти могат да имат ужасни последици. В света на бизнеса е установено, че:
Технически стандарт: За да се намали рискът от отлепване на високо{0}}температурния окислителен слой, стойността Ra на основните части трябва да се поддържа между 0,8 и 1,6 μm.
В типичен сценарий технологията за лазерно селективно топене (SLM) е използвана за отпечатване на монокристални лопатки за определен тип авиационен двигател. След това беше използвано вакуумно електрополиране, за да се направи повърхността по-гладка, намалявайки грапавостта от Ra12 m до Ra0,8 m и увеличавайки живота на умора с 40%.
Иновация на процеса: Машината Huashu High Tech FS200M има 40 μm фино светлинно петно, което може да отпечатва Ra3.0 μm части директно. Това отговаря на нуждите на космическата индустрия за масово производство на малки прецизни части.
2. Медицински импланти: червена линия за биосъвместимост с Ra 3,2 m
Медицинският бизнес се нуждае от грапави повърхности, защото те са по-безопасни за хората и работят по-добре с други неща:
Ортопедични импланти: Ставните протези от титанова сплав трябва да имитират трабекуларната структура на костта, с грапавост на повърхността, регулирана при Ra1,5-2,5 μm, за да се улесни прилепването и пролиферацията на костните клетки;
Зъбни импланти: Стойността Ra на областта с резба трябва да бъде по-малка или равна на 3,2 μm; в противен случай развитието на бактерии може да причини пери имплантит.
Цялата оптимизация на веригата на Yunyao Shenwei (ултра-разпръскване на фин прах + високо-прецизен оптичен контрол на пътя) дава на повърхността качество от Ra0,8–2,8 μm. Това означава, че имплантите могат да отидат направо в операционната без допълнителна обработка.
3. Електроника за потребители: Ra По-малко или равно на 0,8 μm е критерият за оптичен клас.
Стремежът към по-малки продукти и повече функции в потребителската електроника е това, което движи търсенето на гладки повърхности.
Оптични части: Стойката за камерата на мобилния телефон трябва да има Ra от 0,8 μm или по-малко, за да се избегнат размазани изображения, причинени от разсейване на светлината.
Структурни части: За да предпазите пантите на лаптопа от износване твърде бързо, те трябва да бъдат обработени с повърхност, която има Ra по-малко от 1,6 μm.
Индустриална практика: Оборудването iSLM80P на технологията Zhongrui използва 25 m точка и технология за динамично разпръскване на прах за директно отпечатване на микро антени с Ra 3,2 m. Това съкращава времето за последваща-обработка с 80% в сравнение със стандартните методи.
4. Енергия и мухъл: добър компромис между цена и Ra По-малко или равно на 6,3 μm
При производството на енергийно оборудване и форми, грапавостта на повърхността трябва да бъде добра комбинация от цена и производителност:
Горивна камера на газова турбина: Тя трябва да може да издържа на високи температури от 1200 градуса и газова ерозия. Грапавостта на повърхността трябва да се поддържа между Ra3,2 и 6,3 μm, за да се намери компромис между устойчивостта на корозия и ефективността на обработката.
Форма за шприцване: Стойността Ra на повърхността на конформния охлаждащ канал трябва да бъде по-малка или равна на 6,3 μm. Ако не е, продуктът може да се деформира, защото не се охлажда равномерно.
Например технологията SLM е използвана за отпечатване на определен тип автомобилна форма. Химическото полиране намали стойността на Ra от 15 μm до 6,3 μm, което направи матрицата издръжлива с 30% по-дълго.