Hvad er kravene til overfladeruhed for metal 3D-print i forskellige industrier?

一, Den tekniske betydning og industripåvirkning af overfladeruhed.
Overfladeruhed (Ra) er et nøglemål for overfladens mikro-geometriske form. Det tal, der kommer op for det, har direkte indflydelse på, hvor godt komponenten modstår slid, korrosion, træthed og tætning. Når du 3D-printer med metal, påvirkes Ra-værdien af ​​ting som størrelsen af ​​pulverpartiklerne, tykkelsen af ​​lagene, laserens kraft og scanningsteknikken. For eksempel kan fint pulver (15-45 μm) have en Ra-værdi så lav som 3-5 μm, fordi det flyder godt og fylder smeltebassinet jævnt. På den anden side har grove pulvere (53-105 μm) normalt Ra-værdier mellem 8 og 12 μm, fordi deres partikler er for store.
Det meste af tiden er Ra-værdierne for udskrevne dele, der ikke er blevet optimeret, mellem 7 og 20 μm. Dette niveau kan passe til de fleste industrielle behov, selvom der er store funktionelle risici i den høje-industri.
Luftfart: Ru overflader kan let forårsage stress, hvilket kan få motorbladene til at knække for tidligt, når de er under høj temperatur og højt tryk.
Medicinske implantater: Ra-niveauer højere end 3,2 μm øger faren for, at mikroorganismer klæber til dem og kan forårsage infektioner efter operationen;
Forbrugerelektronik: Overfladeruhed kan gøre det sværere for optiske dele at passere lys igennem og sænke billedernes klarhed.
2, Behovene for og eksempler på branchedifferentiering
1. Luftfart: Det endelige mål for Ra Mindre end eller lig med 1,6 μm
Luftfartssektoren har meget strenge standarder for, hvor pålidelige dele skal være. For eksempel skal turbinevinger kunne klare en centrifugalkraft på 100.000 omdrejninger i minuttet ved en høj temperatur på 1300 grader Celsius. Selv små overfladefejl kan have forfærdelige virkninger. I erhvervslivet er det fastslået, at:
Teknisk standard: For at mindske risikoen for afskalning af oxidationslaget ved høje-temperaturer bør Ra-værdien for væsentlige dele holdes mellem 0,8 og 1,6 μm.
I et typisk scenarie blev laserselektiv smeltning (SLM) teknologi brugt til at printe enkeltkrystalblade til en bestemt type flymotor. Derefter blev der brugt vakuum elektropolering til at gøre overfladen glattere, hvilket sænkede ruheden fra Ra12 m til Ra0,8 m og øgede udmattelseslevetiden med 40%.
Procesinnovation: Huashu High Tech FS200M-maskinen har et 40 μm fint lyspunkt, der kan printe Ra3.0 μm-dele direkte. Dette opfylder luftfartsindustriens behov for masseproduktion af små præcisionsdele.
2. Medicinske implantater: biokompatibilitet rød linje med Ra 3,2 m
Den medicinske virksomhed har brug for ru overflader, fordi de er mere sikre for mennesker og fungerer bedre med andre ting:
Ortopædiske implantater: Ledproteser af titaniumlegering skal efterligne den trabekulære struktur af knogle, med overfladeruhed reguleret til Ra1,5-2,5 μm for at lette vedhæftningen og proliferationen af ​​knogleceller;
Tandimplantater: Ra-værdien for det gevindforsynede område skal være mindre end eller lig med 3,2 μm; ellers kan bakteriel udvikling forårsage periimplantitis.
Yunyao Shenweis optimering af hele proceskæden (ultra-fin pulverspredning + høj-optisk vejstyring med høj præcision) giver overfladen en kvalitet på Ra0,8-2,8 μm. Det betyder, at implantater kan gå direkte til operationsstuen uden ekstra behandling.
3. Elektronik til forbrugere: Ra Mindre end eller lig med 0,8 μm er det optiske kvalitetskriterium.
Fremstødet mod mindre produkter og flere funktioner inden for forbrugerelektronik er det, der driver søgen efter glatte overflader.
Optiske dele: Beslaget til mobiltelefonens kamera skal have en Ra på 0,8 μm eller mindre for at undgå slørede billeder produceret af lysspredning.
Strukturelle dele: For at forhindre, at bærbare hængsler slides for hurtigt, skal de behandles med en overflade, der har en Ra på mindre end 1,6 μm.
Branchepraksis: Zhongrui Technology iSLM80P-udstyr bruger en 25 m spot og dynamisk pulverspredningsteknologi til at printe mikroantenner med Ra 3,2 m direkte. Dette reducerer efter-behandlingstiden med 80 % sammenlignet med standardmetoder.
4. Energi og skimmelsvamp: et godt kompromis mellem omkostninger og Ra Mindre end eller lig med 6,3 μm
Ved fremstilling af energiudstyr og forme skal overfladeruhed være en god blanding af omkostninger og ydeevne:
Gasturbine forbrændingskammer: Det skal kunne klare høje temperaturer på 1200 grader og gaserosion. Overfladeruheden skal holdes mellem Ra3,2 og 6,3 μm for at finde et kompromis mellem korrosionsbestandighed og forarbejdningseffektivitet.
Sprøjtestøbeform: Ra-værdien af ​​den konforme kølekanals overflade skal være mindre end eller lig med 6,3 μm. Hvis det ikke er det, kan produktet forvrænges, fordi det ikke afkøles jævnt.
For eksempel blev SLM-teknologi brugt til at printe en bestemt type bilstøbeform. Kemisk polering bragte Ra-værdien ned fra 15 μm til 6,3 μm, hvilket fik formen til at holde 30 % længere.