Môžu kovové 3D tlačené diely dosiahnuť zrkadlový efekt?

1. Technický princíp: Ako môže 3D tlač uspokojiť potreby zrkadiel?
Hlavnou výhodou kovovej 3D tlače je, že dokáže okamžite vytvárať komplikované tvary. Jeho počiatočná drsnosť povrchu (Ra10-50 μm) je však veľmi odlišná od zrkadlového štandardu (Ra<0.01 μ m). To get the mirror effect, you need to work together on "printing+post-processing":
Základy vysoko{0}}presnej tlače
Napríklad technológia selektívneho laserového tavenia (SLM) kombinuje tenkú vrstvu prášku 20 – 60 μm a laserový bod, ktorý je široký len niekoľko mikrometrov, aby sa dosiahla rozmerová presnosť ± 20 – 50 μm. To vytvára pevný základ pre neskoršie leštenie. Kompletné procesné centrum pre výrobu kovových prísad, na ktorom spolupracovali Hanbang Laser a Zhongnan Zhicheng, znížilo počiatočnú drsnosť lopatiek turbíny na Ra12 μm zlepšením stratégií skenovania a riadením hrúbky vrstvy. To umožňuje spracovanie zrkadiel.
Vplyv materiálových charakteristík
Vďaka nízkemu koeficientu tepelnej rozťažnosti a vysokej odolnosti voči korózii sa zliatina titánu, nehrdzavejúca oceľ a ďalšie materiály stali najlepšou voľbou pre spracovanie zrkadiel. Napríklad titánová zliatina TC4, ktorá sa často používa v leteckom a kozmickom priemysle, sa môže zbaviť pórov pomocou izostatického lisovania za tepla (HIP) po tlači SLM. Vďaka tomu je hustota materiálu 99,9 % a leštenie je oveľa rovnomernejšie.
2. Cesta procesu: Pohľad na celý proces, od tlače až po zrkadlenie
Pre zrkadlový vzhľad musíte prejsť štyrmi hlavnými krokmi: hrubé brúsenie, jemné brúsenie, leštenie a náter. Každý krok vyžaduje starostlivú kontrolu:
Odstraňovanie vrstiev a kazov hrubým a jemným brúsením
Mechanické brúsenie: Použite diamantové brúsne kotúče alebo brúsny papier z karbidu kremíka, aby ste sa pomaly zbavovali vytlačených vzorov vrstiev. Napríklad 3D tlač Jialichuang využíva automatizované brúsne zariadenie na to, aby časti procesu BJ boli menej drsné, od Ra2,4 μm do Ra0,8 μm, pri zachovaní rovnakej úrovne presnosti.
Chemické leptanie: Kyslé roztoky sa používajú na selektívne rozpúšťanie povrchových výčnelkov na zložitých geometriách vnútorných dutín, vďaka čomu je odstraňovanie materiálu rovnomerné. Napríklad jedna letecká spoločnosť použila roztok na leptanie na báze kyseliny fosforečnej, aby boli lopatky motora menej abrazívne, od Ra15 μm po Ra3 μm.
Leštenie: Skok z pod-zrkadla na zrkadlo
Mechanické leštenie: Metóda trojkrokového leštenia WENDT- používa hrubý leštiaci kotúč na odstránenie stôp po brúsení, stredný leštiaci kotúč na vyhladenie povrchu a jemný leštiaci kotúč na získanie zrkadlového lesku. Napríklad bedrové implantáty Johnson & Johnson majú po tomto ošetrení drsnosť povrchu Ra0,05 μm, čo spĺňa kritériá biokompatibility.
Bezstresové{0}}leštenie je možné pomocou elektrolytického leštenia, ktoré pomocou elektriny rozpúšťa malé hrbolčeky na povrchu. Napríklad určitá značka hodiniek používa elektrolyt na báze kyseliny dusičnej-, aby bolo puzdro z nehrdzavejúcej ocele 316L menej drsné, od Ra0,8 μm do Ra0,02 μm, a zároveň je vďaka tomu puzdro odolnejšie voči korózii.
Povlak: dvojité zlepšenie funkcie a dekorácie
Fyzikálne nanášanie pár (PVD): Tento proces nanáša na zrkadlové substráty tvrdé povlaky ako TiN a CrN. Hrúbku je možné regulovať medzi 0,5 a 2 μm. Vďaka tomu sú povlaky odolnejšie voči opotrebovaniu a poskytujú im krásne efekty ako zlatá a čierna. Napríklad jeden výrobca automobilov použil technológiu PVD na to, aby pádla radenia vydržali viac ako 500 000-krát.
Chemické pokovovanie niklom: Proces bezprúdového nanášania vytvára konzistentnú vrstvu niklu na zložitých zakrivených povrchoch s hrúbkou 10 až 20 μm. Napríklad výrobca lietadiel vyrobil palivové dýzy trikrát odolnejšie voči korózii použitím bezprúdového poniklovania, pričom rozmery zachovali s presnosťou ± 0,01 mm.
3. Použitie v podnikaní: Bežné využitie pre zrkadlovú 3D tlač
Oblasť letectva
Lopatky turbín, spaľovacie komory a ďalšie časti musia zvládať vysoké teploty a zároveň dobrú aerodynamiku. Napríklad spoločnosť GE Aviation použila metódu SLM+elektrolytického leštenia, aby bol povrch lopatiek motora LEAP menej drsný, od Ra10 μm po Ra0,2 μm. Vďaka tomu bol motor o 2 % úspornejší.
Oblasť zdravotníckych pomôcok
Ortopedické implantáty, chirurgické nástroje a ďalšie veci musia byť biokompatibilné a bojovať proti baktériám. Napríklad istá spoločnosť vyrobila 3D-tlačený acetabulárny pohár z titánovej zliatiny, ktorý má po elektrolytickom leštení drsnosť povrchu Ra0,03 μm. To znamená, že je menej pravdepodobné, že sa na ňom nalepia baktérie a riziko infekcie po operácii je oveľa nižšie.
V oblasti spotrebnej elektroniky
Pánty pre skladacie obrazovky,-plášť hodiniek a ďalšie veci musia byť ľahké a pevné. Napríklad Hanbang Laser vyrobil pánt z titánovej zliatiny pre určitú značku mobilného telefónu. Bol hrubý 0,3 mm a mal povrchovú tvrdosť HV1200, čo spĺňalo požiadavky 200 000-násobných testov.