Kakšna je površinska hrapavost kovinskega 3D tiskanja?

Pravkar ste razpakirali svoje kovinske 3D-natisnjene dele po meri in željni pregledati zapletene geometrije, ki ste jih oblikovali. Ko pa s prsti potegnete po površini, je na otip bolj podobna finemu brusnemu papirju kot gladki komponenti, ki ste si jo zamislili. "Zakaj je tako grobo?" To je eno najpogostejših vprašanj - in frustracij -, ki jih slišimo od inženirjev in ekip za nabavo, ki so novi pri proizvodnji kovinskih dodatkov.

3D-tiskanje kovin, predvsem s postopki, kot je selektivno lasersko taljenje (SLM) ali neposredno lasersko sintranje kovin (DMLS), znano tudi kot lasersko prašno zlitje, ponuja neprimerljivo svobodo oblikovanja. Omogoča lahke rešetke, notranje kanale in konsolidirane sklope, ki jih tradicionalna proizvodnja težko proizvede, zlasti v majhnih-do-srednjih količinah. Kljub temu ima ta pristop -za-plastjo kompromis-: ker so-natisnjene površine običajno bolj hrapave od tistih iz CNC obdelave ali litja.

Kaj dejansko pomeni "površinska hrapavost" pri 3D tiskanju kovin?

Površinska hrapavost meri majhne-vrhove in vdolbine na površini dela, ki izhajajo iz-po-postopka fuzije plasti. Pri kovinskem 3D-tiskanju se delci stopljenega prahu pogosto prilepijo na površine (zlasti na previse), učinek stopni-stopenj iz ločenih plasti pa doda teksturo.

Ra, Rz, Rq

Ra (povprečje hrapavosti): najpogosteje uporabljen parameter. Izračuna aritmetično povprečje absolutnih odstopanj od srednje črte. Merjeno v mikrometrih (µm) ali mikroinčih (µin). Nižje vrednosti pomenijo bolj gladke površine.

Rz: zajame povprečno višinsko razliko med najvišjimi vrhovi in ​​najglobljimi dolinami. Koristno za prepoznavanje izjemnih površinskih lastnosti, ki vplivajo na obrabo ali tesnjenje.

Rq: povprečna kvadratna hrapavost, bolj občutljiva na občasne konice ali globoke vdolbine.

Za dele SLM/DMLS, kot-natisne Ra, se običajno giblje od 5–15 µm (približno 200–600 µin), pri čemer se močno razlikuje glede na usmeritev izdelave in parametre postopka.

Zakaj se kovinsko 3D tiskanje začne bolj grobo kot CNC obdelava

CNC obdelava odstrani material iz trdne zaloge, kar zagotavlja dosledne in natančne površine (pogosto Ra 0,4–3,2 µm). V nasprotju s tem se kovinsko 3D-tiskanje gradi navzgor iz prahu, kar vodi do inherentnega stopničastega-stopanja na poševne površine in oprijema prahu, zlasti na navzdol-obrnjenih (dol-kožo) površinah. Rezultat pogosto bolj spominja na ulivanje v pesek kot na natančno obdelavo.

Tabela: Primerjava površinske hrapavosti običajnih proizvodnih procesov

Površinska hrapavost glede na material

Lastnosti materiala, kot so toplotna prevodnost, odbojnost in obnašanje prahu, povzročajo posebne izzive na površini.

3D kovinsko tiskanje aluminija

Aluminijeve zlitine, kot je AlSi10Mg, so priljubljene zaradi svojih lahkih lastnosti in dobre možnosti tiskanja. Pri-natisku Ra pogosto pade v območje 8–12+ µm, pri čemer površine,-peskane s kroglicami, običajno merijo 10–12 µm. Visoka toplotna prevodnost lahko povzroči večjo variabilnost v obnašanju talilnega bazena.

Storitev 3D tiskanja iz kovine iz titana

Ti6Al4V (razred 5) prevladuje v medicinskih in vesoljskih aplikacijah. Kot-natisnjen Ra se običajno giblje od 5–12 µm, pri čemer so spodnje-površine kože opazno bolj hrapave. Nižja toplotna prevodnost in visoka reaktivnost titana zahtevata optimizirane parametre. Naknadna{10}}obdelava je ključnega pomena za odpornost proti utrujenosti in biokompatibilnost.

3D tiskanje medenine

Medenina prinaša odlično korozijsko odpornost, obdelovalnost in estetsko privlačnost, vendar lahko njen pretok prahu in lastnosti taljenja povzročijo specifične površinske nedoslednosti. Medtem ko je standardiziranih podatkov Ra manj kot za aluminij ali titan, tipične vrednosti za-tiskanje/-peskanje pogosto spadajo v območje 6–12 µm. Posebej dobro se odziva na vibracijsko končno obdelavo za prefinjen videz, primeren za okrasne ali natančne-komponente.

Tabela: Tipične vrednosti Ra glede na material

Kaj vpliva na hrapavost površine pri 3D-tiskanju kovin?

Več nadzorovanih spremenljivk določa končno kakovost.

Usmerjenost zgradbe (navzgor-preobleka vs. dol-preobleka)

Navzgor obrnjene-površine (navzgor-koža) so na splošno bolj gladke. Navzdol{3}}obrnjeni previsi trpijo zaradi nastajanja žlindre in oprijema prahu, kar pogosto poveča hrapavost za 50 % ali več. Pametna usmerjenost, ki minimizira nepodprte-preobleke, je ena najučinkovitejših zgodnjih optimizacij.

Debelina plasti in laserski parametri

Tanjše plasti (običajno 20–40 µm) izboljšajo ločljivost in končno obdelavo na račun daljših časov gradnje. Moč laserja, hitrost skeniranja in razmik med loputami morajo biti natančno nastavljeni, da se stabilizira bazen taline in zmanjša brizganje.

Podporne strukture in kje se dotikajo

Podpore so potrebne za previse, vendar po odstranitvi pustijo brazgotine. Načrtovanje podpornih kontaktnih točk na ne-kritičnih površinah zmanjša nadaljnjo končno obdelavo.

Velikost delcev prahu

Finejši praški na splošno zagotavljajo boljšo kakovost površine, čeprav lahko vplivajo na pretočnost, stroške in možnost recikliranja.

Kako izboljšati površinsko obdelavo po tiskanju

Naknadna-obdelava je redko neobvezna za funkcionalne dele.

Peskanje in peskanje

Hiter, stroškovno-učinkovit način za poenotenje površin in zmanjšanje Ra (npr. na 5–12 µm). Odlično za odstranjevanje robov iz aluminija in splošno čiščenje.

CNC obdelava kot naknadni-proces

Idealen za značilnosti z visoko{0}}toleranco in kritične površine, saj zlahka doseže Ra 0,8 µm ali več. Hibridna proizvodnja (tisk + stroj) je vse pogostejša.

Elektropoliranje titana in nerjavnega jekla

Ta elektrokemična metoda selektivno odstrani material za gladke, pasivne, -odporne na korozijo - še posebej dragocene za medicinske vsadke.

Vibracijska končna obdelava medeninastih delov

Zvijanje medijev zagotavlja dosledno estetsko poliranje zapletenih ali majhnih{0}}serijskih delov.

Primeri uporabe-v resničnem svetu:

Medicinski vsadki: elektropoliranje v kombinaciji s strojno obdelavo za biokompatibilnost in odpornost proti utrujenosti.

Nosilci za letalstvo: strojna obdelava-nosilnih površin, medtem ko so ne-kritična območja peskana-.

Potrošniško blago: vibracijsko ali perlasto peskanje za vizualno privlačnost in občutek na dotik.

Industrijski standardi in specifikacije, ki bi jih morali poznati

ISO 4287 / ASME B46.1 - Merilni standardi

Ti določajo, kako se Ra, Rz in drugi parametri merijo in poročajo za doslednost med dobavitelji.

Kakšne vrednote Ra zahtevajo različne industrije

Letalstvo in medicina: pogosto Ra<1.6 µm (frequently <0.8 µm) on critical surfaces for fatigue and biocompatibility.

Avtomobilizem: 1,6–3,2 µm za funkcionalne komponente.

Splošno/potrošnik: 3,2–6.3+ µm lahko zadostuje, odvisno od uporabe.

Tabela: Primeri industrijskih standardov

Pogoste napačne predstave o kakovosti kovinske površine za 3D tiskanje

Zmota 1: Dražji stroji vedno zagotavljajo bolj gladke dele. Resničnost: Kakovost opreme pomaga, vendar imajo parametri izdelave, načrtovanje delov, orientacija in naknadna-obdelava veliko večji vpliv.

Napačno prepričanje 2: Naknadna-obdelava lahko zlahka spremeni kateri koli del v zrcalno površino. Realnost: Možne so znatne izboljšave, vendar zapletene notranje geometrije ali tanke stene omejujejo enotne rezultate in povečujejo stroške/čas.

Zmota 3: Vse površine na delu imajo podobno hrapavost. Resničnost: razlike v preobleki gor-in dol-so lahko dramatične - vedno načrtujte z mislijo na usmerjenost.

Kontaktirajte zdaj

Površinska hrapavost pri kovinskem 3D-tiskanju ni napaka - je obvladljiva lastnost zmogljive tehnologije. Ko ga pravilno razumete in obravnavate, odklenete možnosti oblikovanja, ki se jim subtraktivne metode preprosto ne morejo ujemati, hkrati pa dosežete zmogljivost, ki jo vaša aplikacija zahteva s ciljno usmerjeno post{3}}obdelavo.

Ne dovolite, da bi začetna tekstura zadržala vaš projekt. Naša ekipa ima bogate izkušnje z dobavo optimiziranih 3D-natisnjenih kovinskih delov iz aluminija, titana in medenine s pravo kakovostjo površine za-dejansko uporabo. Pišite nam še danes za neobvezujoč pregled zasnove, priporočila materiala ali ponudbo po meri. Spremenimo vaše zamisli v visoko-komponente -. Obrnite se zdaj in si oglejte, kakšno razliko lahko naredi dobro obveščen partner.