چگونه بر روی قطعات پرینت سه بعدی فلزی یک روکش آینه ای داشته باشیم؟

مشتری یک مسکن خیره کننده-لوازم الکترونیکی مصرفی بالا طراحی کرده بود. راSLM پرینت سه بعدی فلزبخشی از شبکه های داخلی کامل و هندسه پیچیده ارائه می شود. اما وقتی وارد شد، سطح مانند کاغذ سنباده درشت - کاملاً نامناسب برای یک نمایشگاه بزرگ صنعتی به نظر می رسید. در موردی دیگر، یک تیم دستگاه پزشکی به Ra کمتر یا مساوی 0.4 میکرومتر برای سطوح تماس بافتی نیاز داشت، اما قطعاتی با اندازه Ra 9.6 میکرومتر دریافت کردند.

پرینت سه بعدی فلزی می‌تواند هندسه بسیار پیچیده‌ای ایجاد کند - اما درست خارج از چاپگر، سطح داستان بسیار متفاوتی را بیان می‌کند. بنابراین، آیا یک روکش آینه واقعی روی یک قطعه فلزی پرینت سه بعدی امکان پذیر است؟ کاملا. اما تصادفی اتفاق نمی افتد. این نیاز به یک فرآیند عمدی و چند مرحله ای- دارد.

چرا قطعات پرینت سه بعدی فلزی هرگز مستقیماً خارج از چاپگر "تمام" نمی شوند؟

سطح واقعاً پس از چاپ SLM / DMLS چگونه به نظر می رسد

لایه-طبق-طبیعت لایه SLM 3D Printing Metal، "اثر پلکان" شناخته شده را ایجاد می کند. همانطور که سطوح ساخته شده از SLM/DMLS معمولاً مقادیر Ra بین 6-20 میکرومتر را نشان می‌دهند، در حالی که قطعات EBM می‌توانند به 20-35 میکرومتر برسند. خشن به نظر می رسد زیرا هر لایه با خطوط قابل مشاهده و ذرات پودر نیمه ذوب شده جامد می شود. در تجربه تولید ما با پشتیبانی از صدها پروژه مشتری، این ناهمواری تنها بزرگترین مانع بین یک نمونه اولیه کاربردی و یک بخش آماده{12}مشتری است.

"پایان آینه" در واقع در اصطلاح فنی به چه معناست

بسیاری از مشتریان می گویند که بدون توجه به الزامات فنی، می خواهند "آینه ای" داشته باشند. یک روکش آینه واقعی به طور کلی به معنای Ra کمتر یا مساوی 0.1 میکرومتر با بازتاب بیشتر یا مساوی 80٪ است. برای زمینه:

به عنوان-ساخت / ناهموار: Ra 6.3–12.5 میکرومتر

پایان عملکردی: Ra 1.6-3.2 میکرومتر

بالا-: Ra 0.4–0.8 میکرومتر

آینه: Ra کمتر یا مساوی 0.1 میکرومتر

این به طور مستقیم به سؤالات رایجی پاسخ می دهد، مانند اینکه Ra چیست و چگونه می توان چاپ فلزی SLM را صاف کرد.

شکاف بین-ساخت و پایان آینه - و آنچه برای پر کردن آن لازم است

پل زدن Ra 12 میکرومتر به Ra 0.1 میکرومتر معمولاً به 3-6 فرآیند توالی دقیق نیاز دارد. درک زودهنگام این شکاف از دوباره کاری پرهزینه جلوگیری می کند و دقیقاً همان چیزی است که تجربه کرده ایمخدمات نمونه سازی فلزیارائه دهندگان در طول بررسی های DFM بحث می کنند.

جدول 1: نمودار مرجع زبری سطح

فرآیند گام به گام--برای دستیابی به پایان آینه ای در قطعات پرینت سه بعدی فلزی

مرحله 1 - پشتیبانی از حذف و تمیز کردن خشن

حذف نادرست ساپورت عامل اصلی خرابی های پرداخت است. از سیم EDM، برش دقیق، یا سنگ زنی دقیق استفاده کنید تا بقایای تکیه گاه را به طور کامل قبل از شروع هر کار سطحی از بین ببرید.

مرحله 2 - شات بلاست یا بید بلاست (لایه پایه)

دانه های شیشه ای یا انفجار رسانه های سرامیکی (دانه های 0.1-0.3 میلی متر، 0.3-0.6 مگاپاسکال) خطوط لایه را حذف می کند و یک پایه یکنواخت ایجاد می کند. این مرحله معمولاً Ra را از 12 تا 20 میکرومتر به 3 تا 6 میکرومتر کاهش می‌دهد و اثرات شات{9} مفیدی برای عمر خستگی ایجاد می‌کند.

مرحله 3 - سنگ زنی و سنباده مکانیکی پیشرونده

به صورت متوالی از دانه های درشت تا ریز کار کنید: P120 → P240 → P400 → P800 → P1200 → P2000. هر مرحله باید با تغییر جهت سنباده زنی به میزان 90 درجه، خراش های مرحله قبلی را کاملاً از بین ببرد. این هسته اصلی نحوه صیقل دادن قطعات فلزی پرینت سه بعدی است.

مرحله 4 - پرداخت مرکب (نقطه عطف)

ترکیبات پولیش الماس را در اندازه های نزولی (3 میکرومتر → 1 میکرومتر → 0.25 میکرومتر) با استفاده از چرخ های پارچه ای یا ابزارهای چرخشی اعمال کنید. این مرحله جایی است که سطح از براق به آینه نزدیک می‌شود و برای بهترین روش برای پرداخت آینه‌ای در چاپ سه‌بعدی فولاد ضد زنگ بسیار مهم است.

مرحله 5 - الکتروپولیش (لمس پایان حرفه ای)

برای بهترین نتایج، پولیش الکتریکی پس از پرداخت مکانیکی به Ra کمتر یا مساوی 0.4 میکرومتر می رسد. این مرحله نهایی صافی یکنواخت را ارائه می‌کند، استرس‌های میکرو-را حذف می‌کند، و مقاومت در برابر خوردگی و سازگاری زیستی را افزایش می‌دهد، مخصوصاً در درمان سطح تولید افزودنی‌های فلزی ارزشمند است.

جدول 2: زنجیره فرآیند پایان آینه - گام به گام{2}}بهبود گام Ra

مواد-توسط-راهنمای مواد

فولاد ضد زنگ (316L, 17-4PH) - آینه‌پسندترین فلز

316L ساده ترین روش برای به دست آوردن یک روکش آینه ای واقعی است و انتخاب استاندارد برای چاپ فلزی کاشت پزشکی با روکش آینه ای است. ما به چندین مشتری پزشکی کمک کرده‌ایم رادیوم را ثابت کمتر یا مساوی 0.05 میکرومتر بعد از پولیش الکتریکی برسانند. 17-4PH به دلیل سختی بالاتر به تلاش بیشتری نیاز دارد اما نتایج عالی را پس از عملیات حرارتی مناسب ارائه می‌دهد.

تیتانیوم (Ti-6Al-4V) - زیبا اما خواستار

سختی بالا و هدایت حرارتی کم تیتانیوم آن را مستعد تغییر رنگ گرما می کند. از مایع خنک کننده و الکترولیت های تخصصی استفاده کنید. می‌تواند به براقیت-Ra بالا 0.1-0.2 میکرومتر برسد، اگرچه آینه واقعی چالش‌برانگیزتر است. در یکی از پروژه‌های هوافضا که پشتیبانی کردیم، پرداخت دقیق-سرعت پایین از تغییر رنگ در حین برآورده کردن الزامات سطح جلوگیری کرد.

آلومینیوم (AlSi10Mg) - نرم، سریع، اما مشکل

آلومینیوم به سرعت جلا می‌دهد اما به راحتی خراشیده می‌شود. برای محافظت و رنگ از آنودایز پس از پرداخت سود می برد.

اینکونل و سوپرآلیاژهای نیکل - کار سخت، نتایج برتر

صیقل دادن این آلیاژهای{0}درجه حرارت بالا 2 تا 3 برابر بیشتر از فولاد ضد زنگ طول می‌کشد، اما روکش‌های آینه‌ای بسیار بادوام و مناسب برای کیفیت سطح نمونه اولیه فلزی هوافضا تولید می‌کنند.

جدول 3: دستیابی به پایان آینه بر اساس مواد فلزی

چرا پولیش کردن بعضی از قطعات سخت تر از بقیه است؟

سطوح مسطح و محدب - برد آسان

سطوح بزرگ مسطح یا محدب به خوبی به پرداخت ارتعاشی، غلتش و پرداخت CNC پاسخ می دهند. ایده آل برای محفظه های محصولات مصرفی.

سطوح مقعر، شکاف‌ها و لبه‌ها - جایی که همه چیز پیچیده می‌شود

گوشه ها و شیارهای داخلی به ابزارهای تخصصی مانند ماشینکاری جریان ساینده (AFM) یا پرداخت اولتراسونیک نیاز دارند.

کانال‌ها و سوراخ‌های داخلی - چالش پایان آینه

الکترو پولیش موثرترین روش برای ویژگی های داخلی است زیرا الکترولیت به همه جا می رسد.

دیوارهای نازک و ویژگی های ظریف - با احتیاط رفتار کنید

قطعات با دیواره های نازک تر از 1.5 میلی متر در معرض تغییر شکل هستند. انفجار کم فشار-را با روش های شیمیایی ترکیب کنید.

کاربردهای صنعتی

تجهیزات پزشکی و ایمپلنت

الزامات ISO 13485 و FDA معمولاً برای کاهش چسبندگی باکتری ها تا 60 درصد، Ra کمتر یا مساوی 0.4 میکرومتر یا بهتر را در سطوح تماس می طلبد.

هوافضا و دفاع

بهبود سطح از 6 میکرومتر به 0.4 میکرومتر می تواند عمر خستگی Ti-6Al-4V را تا 30 درصد افزایش دهد.

لوازم الکترونیکی مصرفی و محصولات لوکس

روکش‌های آینه‌ای ارزش درک شده در پرینت سه بعدی فلزی سخت‌افزاری لوکس و نمونه‌های اولیه مصرف‌کننده نهایی را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد.

ابزارهای نوری و دقیق

برخی از کاربردها به Ra کمتر یا مساوی 0.025 میکرومتر نیاز دارند که به تراش الماس یا پرداخت نوری تخصصی نیاز دارند.

اشتباهات رایجی که پایان یک آینه را خراب می کند و چگونه از آنها اجتناب کنیم

پرش از پیشرفت شن باعث ایجاد خراش های عمیق دائمی می شود.

باقی گذاشتن علائم پشتیبانی که از طریق پولیش نهایی خود را نشان می دهد.

استفاده از پولیش الکتریکی روی سطحی که هنوز خیلی زبر است (بهبود به شدت بالاتر از Ra 3 میکرومتر کاهش می یابد).

آلودگی متقاطع بین مراحل پولیش از روغن ها یا باقیمانده ها.

هزینه، زمان و آنچه که به طور واقع بینانه انتظار می رود

برای قطعات کوچک (<100 cm²), achieving a true mirror finish typically takes 3–7 working days and costs $100–500+ per piece depending on material and complexity. Inconel and titanium parts cost significantly more. A reliable metal prototyping factory with mirror finish will provide a transparent breakdown by process step rather than a single lump-sum quote.

اکنون تماس بگیرید

پرداخت آینه ای روی قطعات فلزی پرینت سه بعدی کاملاً قابل دستیابی است، اما نتیجه یک زنجیره فرآیند کامل - نه یک مرحله جادویی واحد است. چاپگر بیشتر کارهای سنگین را در هندسه انجام می دهد، در حالی که تکمیل سطح متخصص 20٪ نهایی را ارائه می دهد که یک نمونه اولیه را به یک محصول درجه یک تبدیل می کند.

برای پروژه بعدی خود که نیاز به چاپ فلز کاشت پزشکی با روکش آینه ای، کیفیت سطح نمونه اولیه فلزی هوافضا، یا قطعات مصرفی لوکس دارد، با یک ارائه دهنده با تجربه شریک شوید. فایل‌ها و نیازهای سطح خود را امروز برای بررسی رایگان DFM و توصیه فرآیند دقیق ارسال کنید.

متخصص تیم ما در ارائه خدمات نمونه‌سازی فلزی با کیفیت بالا-نمونه سازی سریع چاپ فلزو قطعات فلزی پرینت سه بعدی SLM با نمای آماده-.

مراجع

MarketsandMarkets 2024: Metal AM پست{1}}پیش‌بینی بازار پردازش و اتوماسیون تا سال 2028

گزارش Wohlers 2023: پذیرش درمان سطح کانال داخلی در هوافضا AM

EWI (موسسه جوش ادیسون): سرعت پولیش لیزری در مقایسه با معیار پولیش دستی

ASTM B912: غیرفعال کردن فولاد ضد زنگ با استفاده از پولیش الکتریکی

ASTM F86: درمان سطحی ایمپلنت های جراحی فلزی

ISO 4287 / ASME B46.1: استانداردهای اندازه گیری بافت سطح

ISO 13485 / FDA 21 CFR قسمت 820: الزامات کیفیت سطح دستگاه پزشکی

AS9100D / NADCAP: صدور گواهینامه پردازش و پردازش سطح هوافضا