ما هي متطلبات خشونة السطح للطباعة ثلاثية الأبعاد للمعادن في الصناعات المختلفة؟

一, الأهمية التقنية وتأثير الصناعة لخشونة السطح.
تعد خشونة السطح (Ra) مقياسًا أساسيًا للشكل الهندسي الدقيق للسطح. يؤثر الرقم الذي يظهر عليه بشكل مباشر على مدى مقاومة المكون للتآكل والتآكل والتعب والختم. عندما تقوم بالطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام المعدن، تتأثر قيمة Ra بأشياء مثل حجم جزيئات المسحوق، وسمك الطبقات، وقوة الليزر، وتقنية المسح. على سبيل المثال، يمكن أن يكون للمسحوق الناعم (15–45 ميكرومتر) قيمة Ra منخفضة تصل إلى 3–5 ميكرومتر لأنه يتدفق جيدًا ويملأ حوض الذوبان بالتساوي. من ناحية أخرى، عادةً ما تحتوي المساحيق الخشنة (53-105 ميكرومتر) على قيم Ra بين 8 و12 ميكرومتر لأن جزيئاتها كبيرة جدًا.
في معظم الأحيان، تتراوح قيم Ra للأجزاء المطبوعة التي لم يتم تحسينها بين 7 و20 ميكرومتر. يمكن أن يناسب هذا المستوى معظم الاحتياجات الصناعية، على الرغم من وجود مخاطر وظيفية كبيرة في الصناعة-المتطورة.
الفضاء الجوي: يمكن أن تتسبب الأسطح الخشنة في تراكم الضغط بسهولة، مما قد يؤدي إلى كسر شفرات المحرك في وقت مبكر جدًا عندما تكون تحت درجة حرارة وضغط مرتفعين.
الغرسات الطبية: مستويات Ra الأعلى من 3.2 ميكرومتر تزيد من خطر التصاق الكائنات الحية الدقيقة بها ويمكن أن تسبب الالتهابات بعد الجراحة؛
الإلكترونيات الاستهلاكية: قد تؤدي خشونة السطح إلى صعوبة مرور الأجزاء البصرية للضوء من خلالها وتقليل وضوح الصور.
2، احتياجات وأمثلة على تمايز الصناعة
1. الفضاء الجوي: الهدف النهائي هو Ra أقل من أو يساوي 1.6 ميكرومتر
يمتلك قطاع الطيران معايير صارمة للغاية بشأن مدى موثوقية الأجزاء. على سبيل المثال، يجب أن تكون شفرات التوربينات قادرة على التعامل مع قوة طرد مركزي تبلغ 100000 دورة في الدقيقة عند درجة حرارة عالية تبلغ 1300 درجة مئوية. حتى العيوب السطحية الطفيفة قد يكون لها آثار رهيبة. في عالم الأعمال ثبت أن:
المعيار الفني: لتقليل خطر تقشير طبقة الأكسدة بسبب درجة الحرارة المرتفعة، يجب أن تظل قيمة Ra للأجزاء الأساسية بين 0.8 و1.6 ميكرومتر.
في سيناريو نموذجي، تم استخدام تقنية الذوبان الانتقائي بالليزر (SLM) لطباعة شفرات بلورية مفردة لنوع معين من محركات الطائرات. بعد ذلك، تم استخدام التلميع الكهربائي الفراغي لجعل السطح أكثر نعومة، مما أدى إلى خفض الخشونة من Ra12 m إلى Ra0.8 m وزيادة عمر الكلال بنسبة 40%.
ابتكار العملية: تحتوي ماكينة Huashu High Tech FS200M على نقطة ضوء دقيقة مقاس 40 ميكرومتر يمكنها طباعة أجزاء Ra3.0 ميكرومتر مباشرةً. وهذا يلبي احتياجات صناعة الطيران من الإنتاج الضخم للأجزاء الدقيقة الصغيرة.
2. الغرسات الطبية: التوافق الحيوي خط أحمر مع Ra 3.2 م
يحتاج العمل الطبي إلى أسطح خشنة لأنها أكثر أمانًا للأشخاص وتعمل بشكل أفضل مع أشياء أخرى:
زراعة العظام: يجب أن تحاكي الأطراف الاصطناعية المصنوعة من سبائك التيتانيوم البنية التربيقية للعظم، مع تنظيم خشونة السطح عند Ra1.5-2.5 ميكرومتر لتسهيل التصاق الخلايا العظمية وتكاثرها؛
زراعة الأسنان: يجب أن تكون قيمة Ra للمنطقة الملولبة أقل من أو تساوي 3.2 ميكرومتر؛ خلاف ذلك، يمكن أن يسبب التطور البكتيري التهاب الزرع المحيطي.
إن تحسين سلسلة العملية بأكملها بواسطة Yunyao Shenwei (نشر مسحوق ناعم للغاية + -تحكم بصري عالي الدقة) يمنح السطح جودة تبلغ Ra0.8–2.8 ميكرومتر. وهذا يعني أن الغرسات يمكن أن تذهب مباشرة إلى غرفة العمليات دون أي معالجة إضافية.
3. الإلكترونيات للمستهلكين: Ra أقل من أو يساوي 0.8 ميكرومتر هو معيار الدرجة البصرية.
إن التوجه نحو المنتجات الأصغر حجمًا والمزيد من الوظائف في الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية هو ما يدفع البحث عن الأسطح الملساء.
الأجزاء البصرية: يجب أن يكون لقاعدة كاميرا الهاتف المحمول معدل Ra يبلغ 0.8 ميكرومتر أو أقل لتجنب الصور الباهتة الناتجة عن تشتت الضوء.
الأجزاء الهيكلية: لمنع مفصلات الكمبيوتر المحمول من التآكل بسرعة كبيرة، يجب معالجتها بسطح يبلغ معدل Ra فيه أقل من 1.6 ميكرومتر.
ممارسة الصناعة: تستخدم معدات Zhongrui Technology iSLM80P تقنية نشر المسحوق الديناميكي بمساحة 25 مترًا لطباعة هوائيات صغيرة بقطر Ra 3.2 مترًا مباشرةً. يؤدي هذا إلى تقليل وقت-المعالجة اللاحقة بنسبة 80% مقارنةً بالطرق القياسية.
4. الطاقة والعفن: حل وسط جيد بين التكلفة و Ra أقل من أو يساوي 6.3 ميكرومتر
في صناعة معدات الطاقة والقوالب، يجب أن تكون خشونة السطح مزيجًا جيدًا من التكلفة والأداء:
غرفة احتراق التوربينات الغازية: يجب أن تكون قادرة على تحمل درجات الحرارة العالية التي تصل إلى 1200 درجة والتآكل الغازي. يجب الحفاظ على خشونة السطح بين Ra3.2 و6.3 ميكرومتر لإيجاد حل وسط بين مقاومة التآكل وكفاءة المعالجة.
قالب الحقن: يجب أن تكون قيمة Ra لسطح قناة التبريد المطابق أقل من أو تساوي 6.3 ميكرومتر. إذا لم يكن الأمر كذلك، فقد يتشوه المنتج لأنه لا يبرد بشكل متساوٍ.
على سبيل المثال، تم استخدام تقنية SLM لطباعة نوع معين من قوالب السيارات. أدى التلميع الكيميائي إلى خفض قيمة Ra من 15 ميكرومتر إلى 6.3 ميكرومتر، مما جعل القالب يدوم لفترة أطول بنسبة 30%.