Apa persyaratan kekasaran permukaan untuk pencetakan 3D logam di berbagai industri?

一, Signifikansi teknis dan pengaruh industri terhadap kekasaran permukaan.
Kekasaran permukaan (Ra) adalah ukuran utama bentuk mikro-geometris permukaan. Angka yang muncul secara langsung mempengaruhi seberapa baik komponen tersebut menahan keausan, korosi, kelelahan, dan penyegelan. Saat Anda mencetak 3D dengan logam, nilai Ra dipengaruhi oleh hal-hal seperti ukuran partikel bubuk, ketebalan lapisan, kekuatan laser, dan teknik pemindaian. Misalnya, bubuk halus (15–45 μm) dapat memiliki nilai Ra serendah 3–5 μm karena mengalir dengan baik dan mengisi kolam lelehan secara merata. Sebaliknya, serbuk kasar (53–105 μm) biasanya memiliki nilai Ra antara 8 dan 12 μm karena partikelnya terlalu besar.
Seringkali, nilai Ra pada komponen cetakan yang belum dioptimalkan adalah antara 7 dan 20 μm. Tingkat ini dapat memenuhi sebagian besar kebutuhan industri, meskipun terdapat risiko fungsional yang besar di-industri kelas atas.
Dirgantara: Permukaan yang kasar dapat dengan mudah menimbulkan stres, yang dapat menyebabkan bilah mesin patah terlalu cepat saat berada di bawah suhu dan tekanan tinggi.
Implan medis: Kadar Ra yang lebih tinggi dari 3,2 μm meningkatkan bahaya menempelnya mikroorganisme dan dapat menyebabkan infeksi setelah operasi;
Barang elektronik konsumen: Kekasaran permukaan dapat mempersulit komponen optik untuk meneruskan cahaya dan menurunkan kejernihan gambar.
2, Kebutuhan dan contoh diferensiasi industri
1. Dirgantara: Tujuan akhir Ra Kurang dari atau sama dengan 1,6 μm
Sektor kedirgantaraan memiliki standar yang sangat ketat mengenai keandalan suku cadang. Misalnya, bilah turbin harus mampu menahan gaya sentrifugal sebesar 100.000 putaran per menit pada suhu tinggi 1.300 derajat Celcius. Bahkan cacat kecil pada permukaan saja bisa menimbulkan dampak buruk. Dalam dunia bisnis telah ditetapkan bahwa:
Standar teknis: Untuk menurunkan risiko terkelupasnya lapisan oksidasi{0}}suhu tinggi, nilai Ra bagian penting harus dijaga antara 0,8 dan 1,6 μm.
Dalam skenario umum, teknologi peleburan selektif laser (SLM) digunakan untuk mencetak bilah kristal tunggal untuk jenis mesin pesawat tertentu. Setelah itu, pemolesan elektro vakum digunakan untuk membuat permukaan lebih halus, menurunkan kekasaran dari Ra12 m menjadi Ra0,8 m dan meningkatkan umur kelelahan sebesar 40%.
Inovasi proses: Mesin Huashu High Tech FS200M memiliki titik cahaya halus 40 μm yang dapat mencetak komponen Ra3,0 μm secara langsung. Hal ini memenuhi kebutuhan industri dirgantara akan produksi massal suku cadang presisi kecil.
2. Implan medis: garis merah biokompatibilitas dengan Ra 3,2 m
Bisnis medis membutuhkan permukaan yang kasar karena lebih aman bagi manusia dan bekerja lebih baik dengan hal-hal lain:
Implan ortopedi: Prostesis sendi paduan titanium harus meniru struktur trabekuler tulang, dengan kekasaran permukaan diatur pada Ra1,5-2,5 μm untuk memfasilitasi kepatuhan dan proliferasi sel tulang;
Implan gigi: Nilai Ra pada daerah berulir harus kurang dari atau sama dengan 3,2 μm; jika tidak, perkembangan bakteri dapat menyebabkan peri implantitis.
Pengoptimalan seluruh rantai proses Yunyao Shenwei (penyebaran serbuk sangat-halus + kontrol jalur optik presisi-tinggi) memberikan permukaan kualitas Ra0,8–2,8 μm. Artinya, implan bisa langsung masuk ke ruang operasi tanpa proses tambahan apa pun.
3. Elektronik untuk konsumen: Ra Kurang dari atau sama dengan 0,8 μm adalah kriteria tingkat optik.
Dorongan terhadap produk yang lebih kecil dan lebih banyak fungsi pada barang elektronik konsumen inilah yang mendorong pencarian permukaan yang halus.
Bagian optik: Dudukan untuk kamera ponsel harus memiliki Ra 0,8 μm atau kurang untuk menghindari gambar buram yang dihasilkan oleh hamburan cahaya.
Bagian struktural: Agar engsel laptop tidak cepat rusak, engsel tersebut perlu dirawat dengan permukaan yang memiliki Ra kurang dari 1,6 μm.
Praktik industri: Teknologi Zhongrui Peralatan iSLM80P menggunakan teknologi penyebaran bubuk titik 25 m dan dinamis untuk mencetak antena mikro dengan Ra 3,2 m secara langsung. Hal ini menghemat waktu-pasca pemrosesan sebesar 80% dibandingkan dengan metode standar.
4. Energi dan cetakan: kompromi yang baik antara biaya dan Ra Kurang dari atau sama dengan 6,3 μm
Dalam pembuatan peralatan dan cetakan energi, kekasaran permukaan harus merupakan perpaduan yang baik antara biaya dan kinerja:
Ruang pembakaran turbin gas: Harus mampu menangani suhu tinggi 1200 derajat dan erosi gas. Kekasaran permukaan perlu dijaga antara Ra3.2 dan 6,3 μm untuk menemukan kompromi antara ketahanan korosi dan efisiensi pemrosesan.
Cetakan injeksi: Nilai Ra permukaan saluran pendingin konformal harus kurang dari atau sama dengan 6,3 μm. Jika tidak, produk mungkin berubah bentuk karena pendinginannya tidak merata.
Misalnya, teknologi SLM digunakan untuk mencetak cetakan mobil jenis tertentu. Pemolesan kimiawi menurunkan nilai Ra dari 15 μm menjadi 6,3 μm, yang membuat cetakan bertahan 30% lebih lama.