Vilka är kraven på ytjämnhet för 3D-utskrift av metall i olika branscher?

一, Ytjämnhetens tekniska betydelse och industriinflytande.
Ytjämnhet (Ra) är ett nyckelmått på ytans mikro-geometriska form. Siffran som kommer upp för det påverkar direkt hur väl komponenten motstår slitage, korrosion, utmattning och tätning. När du 3D-printar med metall påverkas Ra-värdet av saker som storleken på pulverpartiklarna, tjockleken på lagren, laserns kraft och skanningstekniken. Till exempel kan fint pulver (15–45 μm) ha ett Ra-värde så lågt som 3–5 μm eftersom det flyter bra och fyller smältbassängen jämnt. Å andra sidan har grova pulver (53–105 μm) vanligtvis Ra-värden mellan 8 och 12 μm eftersom deras partiklar är för stora.
För det mesta är Ra-värdena för tryckta delar som inte har optimerats mellan 7 och 20 μm. Denna nivå kan passa de flesta industriella behov, även om det finns stora funktionella risker i high-industrin.
Flyg: Grova ytor kan lätt orsaka stress att byggas upp, vilket kan göra att motorbladen går sönder för tidigt när de är under hög temperatur och högt tryck.
Medicinska implantat: Ra-nivåer högre än 3,2 μm ökar risken för att mikroorganismer fastnar på dem och kan orsaka infektioner efter operation;
Konsumentelektronik: Ytgrovhet kan göra det svårare för optiska delar att passera ljus och sänka bildens klarhet.
2, Behoven av och exempel på industridifferentiering
1. Aerospace: Det slutliga målet för Ra Mindre än eller lika med 1,6 μm
Flygsektorn har mycket strikta standarder för hur pålitliga delar måste vara. Till exempel måste turbinbladen klara en centrifugalkraft på 100 000 varv per minut vid en hög temperatur på 1300 grader Celsius. Även små ytfel kan ha fruktansvärda effekter. I näringslivet har det konstaterats att:
Teknisk standard: För att minska risken för att oxidationsskiktet med hög- temperatur flagnar, bör Ra-värdet för väsentliga delar hållas mellan 0,8 och 1,6 μm.
I ett typiskt scenario användes laserselektiv smältning (SLM) för att skriva ut enkristallblad för en viss typ av flygmotor. Därefter användes vakuumelektropolering för att göra ytan slätare, vilket sänkte grovheten från Ra12 m till Ra0,8 m och ökade utmattningslivslängden med 40%.
Processinnovation: Huashu High Tech FS200M-maskinen har en 40 μm fin ljuspunkt som kan skriva ut Ra3.0 μm delar direkt. Detta möter flygindustrins behov av massproduktion av små precisionsdelar.
2. Medicinska implantat: biokompatibilitet röd linje med Ra 3,2 m
Den medicinska verksamheten behöver grova ytor eftersom de är säkrare för människor och fungerar bättre med andra saker:
Ortopediska implantat: Ledproteser av titanlegering måste efterlikna den trabekulära strukturen av ben, med ytråhet reglerad till Ra1,5-2,5 μm för att underlätta vidhäftning och proliferation av benceller;
Tandimplantat: Ra-värdet för det gängade området måste vara mindre än eller lika med 3,2 μm; annars kan bakterieutveckling orsaka periimplantit.
Yunyao Shenweis optimering av hela processkedjan (ultra-fin pulverspridning + hög-optisk vägkontroll med hög precision) ger ytan en kvalitet på Ra0,8–2,8 μm. Detta innebär att implantat kan gå direkt till operationssalen utan extra bearbetning.
3. Elektronik för konsumenter: Ra Mindre än eller lika med 0,8 μm är det optiska kvalitetskriteriet.
Strävan mot mindre produkter och fler funktioner inom hemelektronik är det som driver jakten på släta ytor.
Optiska delar: Fästet för mobiltelefonkameran måste ha en Ra på 0,8 μm eller mindre för att undvika suddiga bilder som produceras av ljusspridning.
Strukturella delar: För att hålla bärbara gångjärn från att slitas ner för snabbt måste de behandlas med en yta som har en Ra på mindre än 1,6 μm.
Branschpraxis: Zhongrui Technology iSLM80P-utrustning använder en 25 m spot och dynamisk pulverspridningsteknik för att skriva ut mikroantenner med Ra 3,2 m direkt. Detta minskar efterbehandlingstiden-med 80 % jämfört med standardmetoder.
4. Energi och mögel: en bra kompromiss mellan kostnad och Ra Mindre än eller lika med 6,3 μm
Vid tillverkning av energiutrustning och formar måste ytråhet vara en bra blandning av kostnad och prestanda:
Gasturbins förbränningskammare: Den behöver kunna hantera höga temperaturer på 1200 grader och gaserosion. Ytgrovheten måste hållas mellan Ra3,2 och 6,3 μm för att hitta en kompromiss mellan korrosionsbeständighet och bearbetningseffektivitet.
Formsprutning: Ra-värdet på den konforma kylkanalens yta bör vara mindre än eller lika med 6,3 μm. Om den inte är det kan produkten förvrängas eftersom den inte kyls jämnt.
Till exempel användes SLM-teknik för att trycka en viss typ av bilform. Kemisk polering sänkte Ra-värdet från 15 μm till 6,3 μm, vilket gjorde att formen höll 30 % längre.