Farklı endüstrilerde metal 3D baskı için yüzey pürüzlülüğü gereksinimleri nelerdir?

一, Yüzey pürüzlülüğünün teknik önemi ve endüstriyel etkisi.
Yüzey pürüzlülüğü (Ra), yüzeyin mikro-geometrik şeklinin önemli bir ölçüsüdür. Bunun için ortaya çıkan sayı, bileşenin aşınmaya, korozyona, yorulmaya ve sızdırmazlığa ne kadar iyi direnç gösterdiğini doğrudan etkiler. Metal ile 3D baskı yaptığınızda Ra değeri toz parçacıklarının boyutundan, katmanların kalınlığından, lazerin gücünden, tarama tekniğinden etkilenir. Örneğin, ince toz (15–45 μm), iyi aktığı ve eriyik havuzunu eşit şekilde doldurduğu için 3–5 μm kadar düşük bir Ra değerine sahip olabilir. Öte yandan iri tozlar (53–105 μm) parçacıklarının çok büyük olması nedeniyle genellikle 8 ila 12 μm arasında Ra değerlerine sahiptir.
Optimize edilmemiş basılı parçaların Ra değerleri çoğu zaman 7 ila 20 μm arasındadır. Bu seviye, çoğu endüstriyel ihtiyacı karşılayabilir ancak üst düzey endüstride büyük işlevsel riskler-vardır.
Havacılık: Pürüzlü yüzeyler kolaylıkla gerilim oluşmasına neden olabilir, bu da motor kanatlarının yüksek sıcaklık ve basınç altında çok çabuk kırılmasına neden olabilir.
Tıbbi implantlar: 3,2 μm'den yüksek Ra seviyeleri, mikroorganizmaların implantlara yapışması tehlikesini artırır ve ameliyat sonrası enfeksiyonlara neden olabilir;
Tüketici elektroniği: Yüzey pürüzlülüğü optik parçaların ışığı geçirmesini zorlaştırabilir ve görüntülerin netliğini azaltabilir.
2, Sektör farklılaşmasının ihtiyaçları ve örnekleri
1. Havacılık: Ra'nın nihai hedefi 1,6 µm'ye eşit veya daha az
Havacılık sektörü, parçaların ne kadar güvenilir olması gerektiği konusunda çok katı standartlara sahiptir. Örneğin, türbin kanatlarının 1300 santigrat derece yüksek sıcaklıkta dakikada 100.000 devirlik merkezkaç kuvvetini kaldırabilmesi gerekir. En ufak yüzey kusurlarının bile korkunç etkileri olabilir. İş dünyasında şu tespit edilmiştir:
Teknik standart: Yüksek-sıcaklıktaki oksidasyon tabakasının soyulma riskini azaltmak için, temel parçaların Ra değeri 0,8 ile 1,6 μm arasında tutulmalıdır.
Tipik bir senaryoda, belirli bir uçak motoru tipi için tek kristal kanatlar basmak üzere lazer seçici eritme (SLM) teknolojisi kullanıldı. Bundan sonra, yüzeyi daha pürüzsüz hale getirmek, pürüzlülüğü Ra12 m'den Ra0,8 m'ye düşürmek ve yorulma ömrünü %40 artırmak için vakumlu elektro parlatma kullanıldı.
Süreç yeniliği: Huashu High Tech FS200M makinesi, Ra3,0 μm parçaları doğrudan yazdırabilen 40 μm ince ışık noktasına sahiptir. Bu, havacılık endüstrisinin küçük hassas parçaların seri üretimine yönelik ihtiyaçlarını karşılar.
2. Tıbbi implantlar: Ra 3,2 m ile biyouyumluluk kırmızı çizgisi
Tıp sektörünün pürüzlü yüzeylere ihtiyacı var çünkü bunlar insanlar için daha güvenli ve diğer şeylerle daha iyi çalışıyor:
Ortopedik implantlar: Titanyum alaşımlı eklem protezleri, kemik hücrelerinin yapışmasını ve çoğalmasını kolaylaştırmak için yüzey pürüzlülüğü Ra1,5-2,5 μm'de düzenlenerek kemiğin trabeküler yapısını taklit etmelidir;
Diş implantları: Dişli bölgenin Ra değeri 3,2 μm'ye eşit veya daha az olmalıdır; aksi takdirde bakteri gelişimi peri implantite neden olabilir.
Yunyao Shenwei'nin tüm süreç zinciri optimizasyonu (ultra-ince toz yayma + yüksek-hassas optik yol kontrolü), yüzeye Ra0,8–2,8 μm kalitesi verir. Bu, implantların herhangi bir ekstra işleme gerek kalmadan doğrudan ameliyathaneye gidebileceği anlamına gelir.
3. Tüketiciler için elektronik: Ra 0,8 μm'ye eşit veya daha az, optik kalite kriteridir.
Tüketici elektroniğinde daha küçük ürünlere ve daha fazla fonksiyona yönelme, pürüzsüz yüzey arayışını yönlendiriyor.
Optik parçalar: Işık saçılımının neden olduğu bulanık görüntüleri önlemek için cep telefonu kamerası montajının Ra'sı 0,8 μm veya daha az olmalıdır.
Yapısal parçalar: Dizüstü bilgisayar menteşelerinin çok çabuk aşınmasını önlemek için Ra'sı 1,6 μm'den düşük bir yüzeyle işlemden geçirilmeleri gerekir.
Endüstri uygulaması: Zhongrui Technology iSLM80P ekipmanı, Ra 3,2 m ile mikro antenleri doğrudan yazdırmak için 25 m'lik bir nokta ve dinamik toz yayma teknolojisi kullanır. Bu, standart yöntemlere kıyasla-sonraki işlem süresini %80 oranında azaltır.
4. Enerji ve küf: maliyet ile Ra arasında iyi bir uzlaşma 6,3 µm'ye eşit veya daha az
Enerji ekipmanı ve kalıplarının yapımında yüzey pürüzlülüğünün maliyet ve performansın iyi bir karışımı olması gerekir:
Gaz türbini yanma odası: 1200 derecelik yüksek sıcaklıklara ve gaz erozyonuna dayanabilmesi gerekiyor. Korozyon direnci ile işleme verimliliği arasında bir uzlaşma bulmak için yüzey pürüzlülüğünün Ra3,2 ile 6,3 μm arasında tutulması gerekir.
Enjeksiyon kalıbı: Konformal soğutma kanalı yüzeyinin Ra değeri 6,3 μm'ye eşit veya daha az olmalıdır. Aksi takdirde ürün eşit şekilde soğumadığı için şekli bozulabilir.
Örneğin, belirli bir tür araba kalıbını basmak için SLM teknolojisi kullanıldı. Kimyasal cilalama Ra değerini 15 μm'den 6,3 μm'ye düşürdü ve bu da kalıbın %30 daha uzun süre dayanmasını sağladı.