Aké sú požiadavky na drsnosť povrchu kovovej 3D tlače v rôznych priemyselných odvetviach?

一, Technický význam a priemyselný vplyv drsnosti povrchu.
Drsnosť povrchu (Ra) je kľúčovým meradlom mikro-geometrického tvaru povrchu. Číslo, ktoré sa objaví, priamo ovplyvňuje, ako dobre komponent odoláva opotrebovaniu, korózii, únave a tesneniu. Pri 3D tlači s kovom je hodnota Ra ovplyvnená vecami, ako je veľkosť častíc prášku, hrúbka vrstiev, výkon lasera a technika skenovania. Napríklad jemný prášok (15–45 μm) môže mať hodnotu Ra len 3–5 μm, pretože dobre tečie a rovnomerne napĺňa kúpeľ taveniny. Na druhej strane hrubé prášky (53–105 μm) majú zvyčajne hodnoty Ra medzi 8 a 12 μm, pretože ich častice sú príliš veľké.
Hodnoty Ra tlačených dielov, ktoré neboli optimalizované, sú väčšinou medzi 7 a 20 μm. Táto úroveň môže vyhovovať väčšine priemyselných potrieb, aj keď v odvetví špičkovej-triedy existujú veľké funkčné riziká.
Letectvo a kozmonautika: Drsné povrchy môžu ľahko spôsobiť nahromadenie napätia, ktoré môže spôsobiť, že sa lopatky motora zlomia príliš skoro, keď sú pod vysokou teplotou a tlakom.
Lekárske implantáty: Hladiny Ra vyššie ako 3,2 μm zvyšujú nebezpečenstvo prilepenia mikroorganizmov na ne a môžu spôsobiť infekcie po operácii;
Spotrebná elektronika: Drsnosť povrchu môže sťažiť priechod svetla optickým častiam a znížiť jasnosť obrázkov.
2, Potreby a príklady odvetvovej diferenciácie
1. Letectvo a kozmonautika: Konečný cieľ Ra Menšie alebo rovné 1,6 μm
Letecký a kozmický sektor má veľmi prísne normy na to, ako spoľahlivé diely musia byť. Napríklad lopatky turbíny musia byť schopné zvládnuť odstredivú silu 100 000 otáčok za minútu pri vysokej teplote 1300 stupňov Celzia. Dokonca aj nepatrné povrchové chyby môžu mať hrozné následky. Vo svete podnikania sa zistilo, že:
Technická norma: Na zníženie rizika odlupovania vysokoteplotnej oxidačnej vrstvy by sa hodnota Ra základných častí mala udržiavať medzi 0,8 a 1,6 μm.
V typickom scenári sa na tlač monokryštálových lopatiek pre určitý typ leteckého motora použila technológia laserového selektívneho tavenia (SLM). Potom bolo použité vákuové elektroleštenie na vyhladenie povrchu, zníženie drsnosti z Ra12 m na Ra0,8 m a zvýšenie únavovej životnosti o 40 %.
Inovácia procesu: Stroj Huashu High Tech FS200M má 40 μm jemný svetelný bod, ktorý dokáže priamo tlačiť časti Ra3,0 μm. To spĺňa potreby leteckého priemyslu na hromadnú výrobu malých presných dielov.
2. Lekárske implantáty: biokompatibilita červená čiara s Ra 3,2 m
Lekársky priemysel potrebuje drsné povrchy, pretože sú bezpečnejšie pre ľudí a lepšie spolupracujú s inými vecami:
Ortopedické implantáty: Kĺbové protézy zo zliatiny titánu musia napodobňovať trabekulárnu štruktúru kosti s drsnosťou povrchu regulovanou na Ra1,5-2,5 μm, aby sa uľahčilo priľnutie a proliferácia kostných buniek;
Zubné implantáty: Hodnota Ra v závitovej oblasti musí byť menšia alebo rovná 3,2 μm; inak by vývoj baktérií mohol spôsobiť peri implantitídu.
Optimalizácia celého procesného reťazca od Yunyao Shenwei (ultra-jemné nanášanie prášku + vysoko{2}}presné riadenie optickej dráhy) dáva povrchu kvalitu Ra0,8–2,8 μm. To znamená, že implantáty môžu ísť priamo na operačnú sálu bez akéhokoľvek ďalšieho spracovania.
3. Elektronika pre spotrebiteľov: Ra Menšie alebo rovné 0,8 μm je kritérium optickej kvality.
Snaha o menšie produkty a viac funkcií v spotrebnej elektronike poháňa hľadanie hladkých povrchov.
Optické časti: Držiak pre fotoaparát mobilného telefónu musí mať Ra 0,8 μm alebo menej, aby sa predišlo rozmazaným obrazom spôsobeným rozptylom svetla.
Konštrukčné diely: Aby sa pánty notebooku neopotrebovali príliš rýchlo, musia byť ošetrené povrchom, ktorý má Ra menej ako 1,6 μm.
Priemyselná prax: Zariadenie Zhongrui Technology iSLM80P používa 25 m bod a technológiu dynamického rozprašovania prášku na priamu tlač mikro antén s Ra 3,2 m. V porovnaní so štandardnými metódami sa tým skráti čas po-spracovaní o 80 %.
4. Energia a pleseň: dobrý kompromis medzi cenou a Ra Menšie alebo rovné 6,3 μm
Pri výrobe energetických zariadení a foriem musí byť drsnosť povrchu dobrou kombináciou nákladov a výkonu:
Spaľovacia komora plynovej turbíny: Musí byť schopná zvládnuť vysoké teploty 1200 stupňov a eróziu plynov. Drsnosť povrchu sa musí udržiavať medzi Ra3,2 a 6,3 μm, aby sa našiel kompromis medzi odolnosťou proti korózii a účinnosťou spracovania.
Vstrekovacia forma: Hodnota Ra povrchu konformného chladiaceho kanála by mala byť menšia alebo rovná 6,3 μm. Ak nie je, výrobok sa môže zdeformovať, pretože nechladí rovnomerne.
Technológia SLM bola napríklad použitá na potlač určitého typu formy na autá. Chemické leštenie znížilo hodnotu Ra z 15 μm na 6,3 μm, vďaka čomu forma vydržala o 30 % dlhšie.