Piesele metalice imprimate 3D pot obține efectul de oglindă?

1. Principiu tehnic: Cum poate imprimarea 3D să răspundă nevoilor oglinzilor?
Principalul beneficiu al imprimării 3D din metal este că poate realiza imediat forme complicate. Cu toate acestea, rugozitatea sa inițială a suprafeței (Ra10-50 μm) este foarte diferită de standardul oglinzii (Ra<0.01 μ m). To get the mirror effect, you need to work together on "printing+post-processing":
Elementele de bază ale imprimării de{0}}înaltă precizie
Tehnologia Selective Laser Melting (SLM), de exemplu, combină un strat subțire de pulbere de 20–60 μm și un punct laser care are doar câțiva micrometri lățime pentru a obține o precizie dimensională de ± 20–50 μm. Aceasta face o bază solidă pentru lustruire ulterioară. Centrul complet de proces pentru fabricarea de aditivi metalici la care au lucrat împreună Hanbang Laser și Zhongnan Zhicheng a scăzut rugozitatea inițială a palelor turbinei la Ra12 μm prin îmbunătățirea strategiilor de scanare și controlul grosimii stratului. Acest lucru face posibilă procesarea oglinzilor.
Impactul caracteristicilor materialelor
Datorită coeficientului lor scăzut de dilatare termică și rezistenței mari la coroziune, aliajul de titan, oțelul inoxidabil și alte materiale au devenit cele mai bune alegeri pentru prelucrarea oglinzilor. De exemplu, aliajul de titan TC4, care este adesea folosit în industria aerospațială, poate scăpa de pori folosind presarea izostatică la cald (HIP) după imprimarea SLM. Acest lucru face ca densitatea materialului să fie de 99,9% și face lustruirea mult mai uniformă.
2. Calea procesului: O privire asupra întregului proces, de la imprimare la oglindire
Pentru un aspect de oglindă, trebuie să parcurgeți patru pași principali: șlefuire brută, șlefuire fină, lustruire și acoperire. Fiecare pas necesită un control atent:
Îndepărtarea straturilor și a defectelor prin măcinare grosieră și fină
Slefuire mecanică: Folosiți roți de șlefuit diamantat sau șmirghel cu carbură de siliciu pentru a scăpa încet de modelele de straturi imprimate. De exemplu, imprimarea 3D Jialichuang folosește echipamente de șlefuire automată pentru a face piesele procesului BJ mai puțin aspre, mergând de la Ra2,4 μm la Ra0,8 μm, păstrând în același timp același nivel de precizie.
Gravurare chimică: Soluțiile acide sunt utilizate pentru a dizolva selectiv proeminențele de suprafață pe geometrii complexe ale cavității interne, ceea ce face ca îndepărtarea materialului să fie uniformă. De exemplu, o companie de aviație a folosit o soluție de gravare pe bază de acid fosforic pentru a face lamele de motor mai puțin abrazive, trecând de la Ra15 μm la Ra3 μm.
Lustruire: saltul de la sub-oglindă la oglindă
Lustruire mecanică: metoda de lustruire WENDT în trei-etape folosește o roată de lustruit grosier pentru a scăpa de urmele de șlefuire, o roată de lustruit medie pentru a netezi suprafața și o roată de lustruit fină pentru a obține un finisaj în oglindă. De exemplu, implanturile de șold Johnson & Johnson au o rugozitate a suprafeței de Ra0,05 μm după acest tratament, care îndeplinește criteriile de biocompatibilitate.
Lustruirea fără stres-este posibilă cu lustruirea electrolitică, care dizolvă micile denivelări de pe suprafață folosind electricitate. De exemplu, o anumită marcă de ceasuri folosește electrolit pe bază de acid azotic-pentru a face carcasa din oțel inoxidabil 316L mai puțin aspră, trecând de la Ra0,8 μm la Ra0,02 μm și, în același timp, face carcasa mai rezistentă la coroziune.
Acoperire: o îmbunătățire dublă a funcției și a decorului
Depunerea fizică în vapori (PVD): Acest proces pune acoperiri dure precum TiN și CrN pe substraturi în oglindă. Grosimea poate fi reglată între 0,5 și 2 μm. Acest lucru face ca acoperirile să fie mai rezistente la uzură și le oferă efecte frumoase precum auriu și negru. De exemplu, un producător de automobile a folosit tehnologia PVD pentru a face ca paletele de schimb să dureze de peste 500.000 de ori.
Placare chimică cu nichel: Procesul de depunere electroless generează un strat consistent de nichel pe suprafețe curbe complexe, care are o grosime de 10 până la 20 μm. De exemplu, un producător de avioane a făcut duzele de combustibil de trei ori mai rezistente la coroziune utilizând placarea cu nichel fără electricitate, păstrând totuși dimensiunile exacte la ± 0,01 mm.
3. Utilizare în afaceri: utilizări comune pentru imprimarea 3D în oglindă
Domeniul aerospațial
Paletele turbinei, camerele de ardere și alte părți trebuie să poată face față atât la temperaturi ridicate, cât și o aerodinamică bună în același timp. De exemplu, GE Aviation a folosit metoda de lustruire SLM + electrolitică pentru a face suprafața palelor motorului LEAP mai puțin aspră, mergând de la Ra10 μm la Ra0.2 μm. Acest lucru a făcut motorul cu 2% mai eficient din punct de vedere al consumului de combustibil.
Domeniul dispozitivelor medicale
Implanturile ortopedice, instrumentele chirurgicale și alte lucruri trebuie să fie biocompatibile și să lupte împotriva bacteriilor. De exemplu, o anumită companie a realizat o cupă acetabulară din aliaj de titan imprimată 3D-care are o rugozitate a suprafeței de Ra0,03 μm după lustruire electrolitică. Aceasta înseamnă că germenii sunt mai puțin probabil să se lipească de ea, iar riscul de infecție în urma intervenției chirurgicale este mult mai mic.
În domeniul electronicelor de larg consum
Balamalele pentru paravanele pliabile, carcasele-de ceasuri de ultimă generație și alte lucruri trebuie să fie atât ușoare, cât și puternice. De exemplu, Hanbang Laser a realizat o balama din aliaj de titan pentru o anumită marcă de telefon mobil. Avea o grosime de 0,3 mm și avea o duritate a suprafeței de HV1200, care a îndeplinit cerințele testelor de 200.000 de ori.