¿Cuáles son los requisitos de rugosidad de la superficie para la impresión 3D de metal en diferentes industrias?

一, La importancia técnica y la influencia industrial de la rugosidad de la superficie.
La rugosidad de la superficie (Ra) es una medida clave de la forma micro{0}}geométrica de la superficie. El número que aparece influye directamente en qué tan bien el componente resiste el desgaste, la corrosión, la fatiga y el sellado. Cuando se imprime en 3D con metal, el valor Ra se ve afectado por factores como el tamaño de las partículas de polvo, el grosor de las capas, la potencia del láser y la técnica de escaneo. Por ejemplo, el polvo fino (15 a 45 μ m) puede tener un valor Ra tan bajo como 3 a 5 μ m porque fluye bien y llena el baño de fusión de manera uniforme. Por otro lado, los polvos gruesos (53-105 μ m) suelen tener valores Ra entre 8 y 12 μ m porque sus partículas son demasiado grandes.
La mayoría de las veces, los valores Ra de piezas impresas que no han sido optimizadas se encuentran entre 7 y 20 μm. Este nivel puede satisfacer la mayoría de las necesidades industriales, aunque existen grandes riesgos funcionales en la industria de gama alta-.
Aeroespacial: Las superficies rugosas pueden causar fácilmente que se acumule tensión, lo que puede hacer que las palas del motor se rompan demasiado pronto cuando están bajo altas temperaturas y presiones.
Implantes médicos: niveles de Ra superiores a 3,2 μm aumentan el peligro de que se adhieran microorganismos a ellos y pueden provocar infecciones después de la cirugía;
Electrónica de consumo: la rugosidad de la superficie puede dificultar el paso de la luz a las piezas ópticas y reducir la claridad de las imágenes.
2, Las necesidades y ejemplos de diferenciación industrial
1. Aeroespacial: el objetivo final de Ra menor o igual a 1,6 μ m
El sector aeroespacial tiene estándares muy estrictos sobre la fiabilidad de las piezas. Por ejemplo, los álabes de una turbina deben poder soportar una fuerza centrífuga de 100.000 revoluciones por minuto a una temperatura elevada de 1.300 grados centígrados. Incluso los defectos más leves en la superficie pueden tener efectos terribles. En el mundo empresarial se ha establecido que:
Norma técnica: para reducir el riesgo de que la capa de oxidación a alta-temperatura se desprenda, el valor Ra de las piezas esenciales debe mantenerse entre 0,8 y 1,6 μm.
En un escenario típico, se utilizó la tecnología de fusión selectiva por láser (SLM) para imprimir palas de cristal único para un determinado tipo de motor de avión. Después de eso, se utilizó electropulido al vacío para suavizar la superficie, reduciendo la rugosidad de Ra12 m a Ra0,8 my aumentando la vida a la fatiga en un 40%.
Innovación de proceso: la máquina Huashu High Tech FS200M tiene un punto de luz fino de 40 μ m que puede imprimir piezas de Ra3,0 μ m directamente. Esto satisface las necesidades de la industria aeroespacial para la producción en masa de pequeñas piezas de precisión.
2. Implantes médicos: línea roja de biocompatibilidad con Ra 3,2 m
El sector médico necesita superficies rugosas porque son más seguras para las personas y combinan mejor con otras cosas:
Implantes ortopédicos: las prótesis articulares de aleación de titanio deben imitar la estructura trabecular del hueso, con la rugosidad de la superficie regulada en Ra1,5-2,5 μm para facilitar la adherencia y proliferación de las células óseas;
Implantes dentales: El valor Ra de la región roscada debe ser menor o igual a 3,2 μm; de lo contrario, el desarrollo bacteriano podría provocar periimplantitis.
La optimización de toda la cadena de proceso de Yunyao Shenwei (esparcidor de polvo ultra-fino + control de trayectoria óptica de alta-precisión) proporciona a la superficie una calidad de Ra0,8–2,8 μm. Esto significa que los implantes pueden ir directamente al quirófano sin ningún procesamiento adicional.
3. Electrónica para consumidores: Ra Menor o igual a 0,8 μ m es el criterio de grado óptico.
La tendencia hacia productos más pequeños y más funciones en la electrónica de consumo es lo que impulsa la búsqueda de superficies lisas.
Partes ópticas: El soporte de la cámara del teléfono móvil debe tener un Ra de 0,8 μ mo menos para evitar imágenes borrosas producidas por la dispersión de la luz.
Piezas estructurales: para evitar que las bisagras de los portátiles se desgasten demasiado rápido, es necesario tratarlas con una superficie que tenga un Ra inferior a 1,6 μm.
Práctica de la industria: el equipo iSLM80P de Zhongrui Technology utiliza un punto de 25 my tecnología de dispersión dinámica de polvo para imprimir microantenas con Ra 3,2 m directamente. Esto reduce el tiempo de pos-procesamiento en un 80 % en comparación con los métodos estándar.
4. Energía y moho: un buen compromiso entre coste y Ra Menor o igual a 6,3 μ m
En la fabricación de moldes y equipos energéticos, la rugosidad de la superficie debe ser una buena combinación de costo y rendimiento:
Cámara de combustión de turbina de gas: debe poder soportar altas temperaturas de 1200 grados y erosión por gas. La rugosidad de la superficie debe mantenerse entre Ra3,2 y 6,3 μm para encontrar un compromiso entre la resistencia a la corrosión y la eficiencia del procesamiento.
Molde de inyección: el valor Ra de la superficie del canal de enfriamiento conforme debe ser menor o igual a 6,3 μ m. Si no es así, el producto puede distorsionarse porque no se enfría de manera uniforme.
Por ejemplo, se utilizó la tecnología SLM para imprimir cierto tipo de molde de automóvil. El pulido químico redujo el valor Ra de 15 μ m a 6,3 μ m, lo que hizo que el molde durara un 30 % más.