विभिन्न उद्योगों में धातु 3डी प्रिंटिंग के लिए सतह खुरदरापन की आवश्यकताएं क्या हैं?

一, सतह खुरदरापन का तकनीकी महत्व और उद्योग प्रभाव।
सतह का खुरदरापन (रा) सतह के सूक्ष्म -ज्यामितीय आकार का एक प्रमुख माप है। इसके लिए आने वाली संख्या सीधे तौर पर प्रभावित करती है कि घटक पहनने, संक्षारण, थकान और सीलिंग का कितना अच्छा प्रतिरोध करता है। जब आप धातु से 3डी प्रिंट करते हैं, तो रा मान पाउडर कणों के आकार, परतों की मोटाई, लेजर की शक्ति और स्कैनिंग तकनीक जैसी चीजों से प्रभावित होता है। उदाहरण के लिए, महीन पाउडर (15-45 μm) का Ra मान 3-5 μm जितना कम हो सकता है क्योंकि यह अच्छी तरह बहता है और पिघले हुए पूल को समान रूप से भरता है। दूसरी ओर, मोटे पाउडर (53-105 μm) का Ra मान आमतौर पर 8 और 12 μm के बीच होता है क्योंकि उनके कण बहुत बड़े होते हैं।
अधिकांश समय, मुद्रित भागों का रा मान जिन्हें अनुकूलित नहीं किया गया है, 7 और 20 माइक्रोन के बीच हैं। यह स्तर अधिकांश औद्योगिक आवश्यकताओं के अनुरूप हो सकता है, हालाँकि उच्च अंत उद्योग में बड़े कार्यात्मक जोखिम हैं।
एयरोस्पेस: खुरदरी सतह आसानी से तनाव पैदा कर सकती है, जिससे उच्च तापमान और दबाव में होने पर इंजन ब्लेड बहुत जल्दी टूट सकते हैं।
चिकित्सा प्रत्यारोपण: 3.2 μm से अधिक आरए स्तर उन पर सूक्ष्मजीवों के चिपकने का खतरा बढ़ाता है और सर्जरी के बाद संक्रमण का कारण बन सकता है;
उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स: सतह का खुरदरापन ऑप्टिकल भागों के लिए प्रकाश को पार करना कठिन बना सकता है और छवियों की स्पष्टता को कम कर सकता है।
2, उद्योग भेदभाव की आवश्यकताएं और उदाहरण
1. एयरोस्पेस: रा का अंतिम लक्ष्य 1.6 μ मीटर से कम या उसके बराबर
भागों को कितना विश्वसनीय होना चाहिए, इसके लिए एयरोस्पेस क्षेत्र में बहुत सख्त मानक हैं। उदाहरण के लिए, टरबाइन ब्लेड को 1300 डिग्री सेल्सियस के उच्च तापमान पर प्रति मिनट 100,000 क्रांतियों के केन्द्रापसारक बल को संभालने में सक्षम होना चाहिए। यहां तक ​​कि सतह की थोड़ी सी खामियां भी भयानक प्रभाव डाल सकती हैं। व्यापार जगत में, यह स्थापित हो चुका है कि:
तकनीकी मानक: उच्च तापमान ऑक्सीकरण परत के छिलने के जोखिम को कम करने के लिए, आवश्यक भागों का रा मान 0.8 और 1.6 माइक्रोन के बीच रखा जाना चाहिए।
एक विशिष्ट परिदृश्य में, एक निश्चित प्रकार के विमान इंजन के लिए एकल क्रिस्टल ब्लेड को मुद्रित करने के लिए लेजर चयनात्मक पिघलने (एसएलएम) तकनीक का उपयोग किया गया था। उसके बाद, सतह को चिकना बनाने के लिए वैक्यूम इलेक्ट्रो पॉलिशिंग का उपयोग किया गया, जिससे खुरदरापन Ra12 m से Ra0.8 m तक कम हो गया और थकान जीवन 40% तक बढ़ गया।
प्रक्रिया नवाचार: Huashu हाई टेक FS200M मशीन में 40 μm महीन प्रकाश स्थान है जो Ra3.0 μm भागों को सीधे प्रिंट कर सकता है। यह छोटे सटीक भागों के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए एयरोस्पेस उद्योग की जरूरतों को पूरा करता है।
2. चिकित्सा प्रत्यारोपण: आरए 3.2 मीटर के साथ जैव अनुकूलता लाल रेखा
चिकित्सा व्यवसाय को खुरदरी सतहों की आवश्यकता होती है क्योंकि वे लोगों के लिए सुरक्षित होते हैं और अन्य चीजों के साथ बेहतर काम करते हैं:
आर्थोपेडिक प्रत्यारोपण: टाइटेनियम मिश्र धातु के संयुक्त कृत्रिम अंग को हड्डी की ट्रैब्युलर संरचना की नकल करनी चाहिए, हड्डी की कोशिकाओं के पालन और प्रसार को सुविधाजनक बनाने के लिए सतह खुरदरापन Ra1.5-2.5 μm पर विनियमित होना चाहिए;
दंत प्रत्यारोपण: थ्रेडेड क्षेत्र का रा मान 3.2 μm से कम या उसके बराबर होना चाहिए; अन्यथा, जीवाणु विकास पेरी इम्प्लांटाइटिस का कारण बन सकता है।
यूनयाओ शेनवेई की पूरी प्रक्रिया श्रृंखला अनुकूलन (अल्ट्रा - महीन पाउडर प्रसार + उच्च - सटीक ऑप्टिकल पथ नियंत्रण) सतह को Ra0.8-2.8 μ मीटर की गुणवत्ता देता है। इसका मतलब यह है कि प्रत्यारोपण बिना किसी अतिरिक्त प्रसंस्करण के सीधे ऑपरेटिंग रूम में जा सकते हैं।
3. उपभोक्ताओं के लिए इलेक्ट्रॉनिक्स: Ra 0.8 μm से कम या उसके बराबर ऑप्टिकल ग्रेड मानदंड है।
उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में छोटे उत्पादों और अधिक कार्यों की ओर रुझान ही चिकनी सतहों की खोज को प्रेरित करता है।
ऑप्टिकल भाग: प्रकाश के बिखरने से उत्पन्न धुंधली छवियों से बचने के लिए मोबाइल फ़ोन कैमरे के माउंट का Ra 0.8 μm या उससे कम होना चाहिए।
संरचनात्मक भाग: लैपटॉप के हिंज को बहुत जल्दी खराब होने से बचाने के लिए, उन्हें ऐसी सतह से उपचारित करने की आवश्यकता होती है जिसका Ra 1.6 μm से कम हो।
उद्योग अभ्यास: झोंग्रुई प्रौद्योगिकी iSLM80P उपकरण सीधे रा 3.2 मीटर के साथ सूक्ष्म एंटेना को प्रिंट करने के लिए 25 मीटर स्पॉट और गतिशील पाउडर फैलाने वाली तकनीक का उपयोग करता है। यह मानक तरीकों की तुलना में पोस्ट प्रोसेसिंग समय को 80% तक कम कर देता है।
4. ऊर्जा और मोल्ड: लागत और रा के बीच एक अच्छा समझौता 6.3 μm से कम या उसके बराबर
ऊर्जा उपकरण और सांचों के निर्माण में, सतह की खुरदरापन लागत और प्रदर्शन का एक अच्छा मिश्रण होना चाहिए:
गैस टरबाइन दहन कक्ष: इसे 1200 डिग्री के उच्च तापमान और गैस क्षरण को संभालने में सक्षम होना चाहिए। संक्षारण प्रतिरोध और प्रसंस्करण दक्षता के बीच समझौता खोजने के लिए सतह की खुरदरापन को Ra3.2 और 6.3 μm के बीच रखा जाना चाहिए।
इंजेक्शन मोल्ड: कंफर्मल कूलिंग चैनल की सतह का Ra मान 6.3 μm से कम या उसके बराबर होना चाहिए। यदि ऐसा नहीं है, तो उत्पाद विकृत हो सकता है क्योंकि यह समान रूप से ठंडा नहीं होता है।
उदाहरण के लिए, एसएलएम तकनीक का उपयोग एक निश्चित प्रकार के कार मोल्ड को प्रिंट करने के लिए किया जाता था। रासायनिक पॉलिशिंग ने रा मान को 15 μm से घटाकर 6.3 μm कर दिया, जिससे मोल्ड 30% अधिक समय तक बना रहा।