Ali lahko kovinski 3D natisnjeni deli dosežejo zrcalni učinek?

1. Tehnični princip: Kako lahko 3D tiskanje zadosti potrebam ogledal?
Glavna prednost kovinskega 3D tiskanja je, da lahko takoj naredi zapletene oblike. Vendar se njegova začetna površinska hrapavost (Ra10–50 μm) zelo razlikuje od standarda zrcala (Ra<0.01 μ m). To get the mirror effect, you need to work together on "printing+post-processing":
Osnove visoko{0}}natančnega tiskanja
Tehnologija selektivnega laserskega taljenja (SLM) na primer združuje tanko plast 20–60 μm prahu in lasersko točko, ki je široka le nekaj mikrometrov, da se doseže dimenzijska natančnost ± 20–50 μm. To naredi trdno podlago za kasnejše poliranje. Celoten procesni center za proizvodnjo kovinskih dodatkov, na katerem sta skupaj delala Hanbang Laser in Zhongnan Zhicheng, je znižal začetno hrapavost turbinskih lopatic na Ra12 μm z izboljšanjem strategij skeniranja in nadzorom debeline plasti. To omogoča obdelavo ogledal.
Vpliv lastnosti materiala
Zaradi nizkega koeficienta toplotnega raztezanja in visoke odpornosti proti koroziji so titanove zlitine, nerjavno jeklo in drugi materiali postali najboljša izbira za obdelavo ogledal. Na primer, titanova zlitina TC4, ki se pogosto uporablja v vesoljski industriji, se lahko znebi por z vročim izostatičnim stiskanjem (HIP) po tiskanju SLM. Zaradi tega je gostota materiala 99,9 % in je poliranje veliko bolj enakomerno.
2. Procesna pot: pogled na celoten proces, od tiskanja do zrcaljenja
Za zrcalni videz morate iti skozi štiri glavne korake: grobo brušenje, fino brušenje, poliranje in premazovanje. Vsak korak zahteva skrben nadzor:
Odstranjevanje plasti in napak z grobim in finim brušenjem
Mehansko brušenje: uporabite diamantne brusne plošče ali brusni papir iz silicijevega karbida, da se počasi znebite vzorcev natisnjenih plasti. Na primer, 3D-tiskanje Jialichuang uporablja avtomatizirano opremo za brušenje, da naredi BJ procesne dele manj grobe, od Ra2,4 μm do Ra0,8 μm, hkrati pa ohranja enako raven natančnosti.
Kemijsko jedkanje: Kisle raztopine se uporabljajo za selektivno raztapljanje površinskih izboklin na zapletenih geometrijah notranjih votlin, zaradi česar je odstranjevanje materiala enakomerno. Eno letalsko podjetje je na primer uporabilo raztopino za jedkanje na osnovi fosforne kisline, da so lopatice motorja postale manj abrazivne, in sicer od Ra15 μm do Ra3 μm.
Poliranje: Skok od pod-ogledala do ogledala
Mehansko poliranje: tri{0}}stopenjska metoda poliranja WENDT uporablja grobo polirno kolo, da se znebi sledi brušenja, srednje polirno kolo, da zgladi površino, in fino polirno kolo, da doseže zrcalno končno obdelavo. Na primer, kolčni vsadki Johnson & Johnson imajo po tej obdelavi površinsko hrapavost Ra0,05 μm, kar izpolnjuje merila biokompatibilnosti.
Poliranje-brez stresa je možno z elektrolitskim poliranjem, ki z elektriko raztopi majhne izbokline na površini. Na primer, določena znamka ure uporablja elektrolit na osnovi -dušikove kisline, da naredi ohišje iz nerjavečega jekla 316L manj grobo, od Ra0,8 μm do Ra0,02 μm, hkrati pa naredi ohišje bolj odporno proti koroziji.
Premaz: dvojno izboljšanje funkcije in dekoracije
Fizično naparjevanje (PVD): Ta postopek nanese trde premaze, kot sta TiN in CrN, na zrcalne podlage. Debelina se lahko regulira med 0,5 in 2 μm. Zaradi tega so premazi bolj odporni proti obrabi in imajo čudovite učinke, kot sta zlata in črna. Na primer, en proizvajalec avtomobilov je uporabil tehnologijo PVD, da je prestavne ročice zdržale več kot 500.000-krat.
Kemično nikljanje: Postopek brezelektričnega nanašanja ustvari dosledno plast niklja na zapletenih ukrivljenih površinah, ki je debela od 10 do 20 μm. Proizvajalec letal je na primer naredil šobe za gorivo trikrat bolj odporne proti koroziji z uporabo neelektričnega nikljanja, medtem ko je ohranil natančnost dimenzij do ± 0,01 mm.
3. Uporaba v poslu: Pogoste uporabe za zrcalno 3D tiskanje
Področje letalstva
Turbinske lopatice, zgorevalne komore in drugi deli morajo hkrati vzdržati visoke temperature in dobro aerodinamiko. Podjetje GE Aviation je na primer uporabilo metodo SLM+elektrolitskega poliranja, da je površina lopatic motorja LEAP postala manj groba, in sicer od Ra10 μm do Ra0,2 μm. Zaradi tega je bil motor za 2 % učinkovitejši pri porabi goriva.
Področje medicinskih pripomočkov
Ortopedski vsadki, kirurški pripomočki in druge stvari morajo biti biokompatibilni in se boriti proti bakterijam. Določeno podjetje je na primer izdelalo 3D-natisnjeno acetabularno skodelico iz titanove zlitine, ki ima po elektrolitskem poliranju površinsko hrapavost Ra0,03 μm. To pomeni, da je manj verjetno, da se bodo mikrobi oprijeli nanjo, tveganje za okužbo po operaciji pa je veliko manjše.
Na področju zabavne elektronike
Tečaji za zložljive zaslone,-ohišja vrhunskih ur in druge stvari morajo biti lahki in močni. Hanbang Laser je na primer izdelal tečaj iz titanove zlitine za določeno znamko mobilnih telefonov. Bil je debel 0,3 mm in imel je površinsko trdoto HV1200, kar je izpolnjevalo zahteve 200.000-kratnih testov.