Quins són els requisits de rugositat superficial per a la impressió 3D de metall en diferents indústries?

一, La importància tècnica i la influència de la indústria de la rugositat superficial.
La rugositat superficial (Ra) és una mesura clau de la forma micro-geomètrica de la superfície. El nombre que apareix influeix directament en com resisteix el component el desgast, la corrosió, la fatiga i el segellat. Quan imprimiu en 3D amb metall, el valor Ra es veu afectat per coses com la mida de les partícules de pols, el gruix de les capes, la potència del làser i la tècnica d'escaneig. Per exemple, la pols fina (15-45 μm) pot tenir un valor de Ra tan baix com 3-5 μm perquè flueix bé i omple la piscina de fusió uniformement. D'altra banda, les pols gruixudes (53–105 μm) solen tenir valors de Ra entre 8 i 12 μm perquè les seves partícules són massa grans.
La majoria de les vegades, els valors de Ra de les peces impreses que no s'han optimitzat estan entre 7 i 20 μm. Aquest nivell pot satisfer la majoria de les necessitats industrials, tot i que hi ha grans riscos funcionals a la indústria-de gamma alta.
Aeroespacial: les superfícies rugoses poden provocar l'acumulació d'estrès, cosa que pot fer que les pales del motor es trenquin massa aviat quan es troben a alta temperatura i pressió.
Implants mèdics: els nivells de Ra superiors a 3,2 μm augmenten el perill que els microorganismes s'hi adhereixin i poden provocar infeccions després de la cirurgia;
Electrònica de consum: la rugositat de la superfície pot dificultar que les parts òptiques passin la llum i reduir la claredat de les imatges.
2, Les necessitats i exemples de diferenciació de la indústria
1. Aeroespacial: L'objectiu final de Ra Menor o igual a 1,6 μ m
El sector aeroespacial té estàndards molt estrictes sobre la fiabilitat de les peces. Per exemple, les pales de les turbines han de ser capaços de manejar una força centrífuga de 100.000 revolucions per minut a una temperatura elevada de 1300 graus centígrads. Fins i tot els petits defectes superficials poden tenir efectes terribles. En el món empresarial, s'ha establert que:
Estàndard tècnic: per reduir el risc de descamació de la capa d'oxidació a alta -temperatura, el valor Ra de les peces essencials s'ha de mantenir entre 0,8 i 1,6 μm.
En un escenari típic, es va utilitzar la tecnologia de fusió selectiva làser (SLM) per imprimir fulles d'un sol cristall per a un determinat tipus de motor d'avió. Després d'això, es va utilitzar l'electropolit al buit per fer la superfície més llisa, reduint la rugositat de Ra12 m a Ra0,8 m i augmentant la vida a fatiga en un 40%.
Innovació de processos: la màquina Huashu High Tech FS200M té un punt de llum fi de 40 μm que pot imprimir peces Ra3.0 μm directament. Això satisfà les necessitats de la indústria aeroespacial per a la producció en massa de peces de precisió petites.
2. Implants mèdics: línia vermella de biocompatibilitat amb Ra 3,2 m
El negoci mèdic necessita superfícies rugoses perquè són més segures per a les persones i funcionen millor amb altres coses:
Implants ortopèdics: les pròtesis articulars d'aliatge de titani han d'imitar l'estructura trabecular de l'os, amb una rugositat superficial regulada a Ra1,5-2,5 μm per facilitar l'adherència i la proliferació de les cèl·lules òssies;
Implants dentals: el valor Ra de la regió roscada ha de ser inferior o igual a 3,2 μm; en cas contrari, el desenvolupament bacterià podria causar periimplantitis.
L'optimització de tota la cadena de processos de Yunyao Shenwei (escampament de pols ultra-fina + control de la ruta òptica d'alta-precisió) ofereix a la superfície una qualitat de Ra0,8–2,8 μm. Això significa que els implants poden anar directament al quiròfan sense cap processament addicional.
3. Electrònica per a consumidors: Ra Inferior o igual a 0,8 μ m és el criteri de grau òptic.
L'empenta cap a productes més petits i més funcions en l'electrònica de consum és el que impulsa la recerca de superfícies llises.
Parts òptiques: el suport per a la càmera del telèfon mòbil ha de tenir un Ra de 0,8 μ m o menys per evitar imatges borroses produïdes per la dispersió de la llum.
Parts estructurals: per evitar que les frontisses de l'ordinador portàtil es desgastin massa ràpidament, s'han de tractar amb una superfície que tingui un Ra inferior a 1,6 μ m.
Pràctica de la indústria: l'equip iSLM80P de la tecnologia Zhongrui utilitza un punt de 25 m i una tecnologia dinàmica d'escampament de pols per imprimir micro antenes amb Ra 3,2 m directament. Això redueix el temps de post-processament en un 80% en comparació amb els mètodes estàndard.
4. Energia i motlle: un bon compromís entre cost i Ra Menys o igual a 6,3 μ m
En la fabricació d'equips i motlles energètics, la rugositat superficial ha de ser una bona combinació de cost i rendiment:
Cambra de combustió de la turbina de gas: ha de ser capaç de suportar altes temperatures de 1200 graus i l'erosió del gas. La rugositat superficial s'ha de mantenir entre Ra3,2 i 6,3 μm per trobar un compromís entre la resistència a la corrosió i l'eficiència del processament.
Motlle d'injecció: el valor Ra de la superfície del canal de refrigeració conforme ha de ser inferior o igual a 6,3 μ m. Si no ho és, el producte es pot distorsionar perquè no es refreda uniformement.
Per exemple, la tecnologia SLM es va utilitzar per imprimir un determinat tipus de motlle de cotxe. El poliment químic va reduir el valor de Ra de 15 μm a 6,3 μm, fet que va fer que el motlle durés un 30% més.