Hvaða stig getur fæging lyft yfirborði þrívíddarprentunar úr málmi?

1. Yfirborðsgrófleiki: stökk frá míkrómetrum í nanómetra
Yfirborðsgrófleiki er lykilmælikvarði á gæði yfirborðs hluta. Það hefur bein áhrif á hversu vel það þolir tæringu, hversu vel það virkar með núningi og hversu vel það vinnur með ljósi. Ferlisstillingarnar, gerð efnisins og prentstefnan hafa öll mikil áhrif á hversu grófir þrívíddarprentaðir málmhlutarnir eru í fyrstu. Til dæmis getur yfirborðsgrófleiki títan álhluta sem eru framleiddir með leysiduftbeðbræðsluaðferðinni (LPBF) verið allt að Ra15–20 μm þegar mælt er þvert á prentstefnuna. Þegar mælt er meðfram prentstefnunni getur hrjúfan hins vegar verið allt að Ra8–12 μm vegna þess að lögin skarast þéttari. Fæging getur gert yfirborðið mun sléttara:
Vélræn slípun: Með því að nota sjálfvirkar fægivélar og demantsslípiefni er hægt að lækka yfirborðsgrófleika álhluta sem eru framleiddir með BJ aðferð (límúða) úr Ra2,4 μm í Ra0,8 μm eða minna, sem er nógu gott fyrir flest vélræn samsetningarstörf. Fyrir miklar-nákvæmnisþarfir, eins og stuðningur fyrir sjónspegla, getur fjöl-fæging (gróffæging → fínfæging → ofurfín slípun) lækkað grófleika yfirborðsins niður í Ra0,05 μm, sem er nálægt því sem dæmigerð spegilslípun er.
Efnafræðileg fæging: Þessi aðferð notar súr eða basískar lausnir til að leysa upp yfirborðshögg með vali. Það virkar vel á flóknum innri holrúmsbyggingum. Til dæmis fór yfirborðsgrófleiki 316L ryðfríu stáli hjarta- og æðastoðnets úr Ra6 μm ​​í Ra0,2 μm eftir efnafæging. Þetta losaði við örkúluna-eins og viðhengi sem mynduðust við prentun, sem minnkaði hættuna á segamyndun.
Laser fægja: Notaðu öfluga leysigeisla til að bræða yfirborðsefni á litlu svæði og láta síðan yfirborðsspennu fljótandi málmsins vinna að því að slétta hann út. Rannsóknir benda til þess að eftir fimm leysiskannanir á 316L ryðfríu stáli íhlutum framleiddum með SLM aðferðinni hafi yfirborðsgrófleiki minnkað úr Sa21 μm í Sa1 μm, sem náði 96% lækkunarhlutfalli, án þess að myndast skemmdalag undir yfirborði sem rekja má til vélrænnar fægingar.
2. Örbygging: Að bæta úr göllum til þéttingar
Fæging lætur yfirborðið líta ekki aðeins betur út heldur gerir það efnið sterkara með því að losna við litla galla:
Sprungulokun: Örsprungur sem myndast þegar þrívíddarprentun úr málmi kólnar of hratt er hægt að loka að hluta með vélrænum fægiþrýstingi. Til dæmis, eftir titringsfægingu, lækkaði brotþéttleiki á tilteknu túrbínublaði flugvéla um 40% og þreytulífið í háhraða jókst um 25%.
Losun á afgangsálagi: Efnafæging léttir afgangs togálagi með því að brjóta niður yfirborðslagið, sem kemur í veg fyrir sprungu álagstæringar. Súrsunarmeðferð á TC4 títan álhlutum sýndi að leifarspennan á yfirborðinu lækkaði úr -150MPa í -50MPa og tæringarhraði saltúða lækkaði um 60%.
Laser fægja getur valdið endurbræðslu yfirborðs, sem getur gert kornastærðina jafnari. Rannsóknir á háhitablöndunni Inconel 718 benda til þess að leysislípun betrumbætir kornastærð yfirborðsins úr 50 μm í 10 μm, eykur hörku um 15% og dregur úr þyngdaraukningu oxunar við 650 gráður um 30%.
3. Hagnýtur árangur: að fara frá grunni til hámarks-
Aukin yfirborðsgæði eftir-fægingu er í beinu samhengi við hagræðingu á virkni:
Bætt slitþol: Sléttari yfirborð getur gert það ólíklegra að örsmá kúpt einingar snerti hvort annað á snertiflötinum. Núningsprófið á GCr15 burðarstálhlutum benti til þess að fægja yfirborðið frá Ra1,6 μm í Ra0,2 μm leiddi til þess að núningsstuðullinn lækkaði úr 0,15 í 0,08 og slitmagnið lækkaði um 70%.
Betri tæringarþol: Slétt yfirborð gerir ætandi efnum erfiðara fyrir að festast og aðgerðarfilman sem myndast við efnaslípun bætir enn meiri vörn. Eftir rafefnafræðilega slípun lækkaði tæringarstraumþéttleiki 304 hluta úr ryðfríu stáli í 3,5% NaCl lausn úr 1,2 × 10 ⁻⁵ A/cm ² í 2,5 × 10 ⁻⁶ A/cm ² og viðnám gegn tæringu í gryfju jókst um 5 sinnum.
Bætt sjónræn frammistaða: Rannsóknir á því að fægja AlSi10Mg álspegla sýna að þegar yfirborðsgrófleiki er lækkaður úr Ra3,2 μm í Ra0,05 μm hækkar endurkast sýnilegs ljóss úr 85% í 92%, sem er það sem leysir fjarskiptakerfi þurfa.
4. Iðnaðarumsókn: Að flytja frá rannsóknarstofunni til verksmiðjunnar
Fægingartækni hefur verið mikið notuð á svæðum sem krefjast strangra yfirborðsgæðastaðla:
Aerospace: Laser fægja er notað á ákveðna gerð eldflaugavélastúts til að gera yfirborðið minna gróft, frá Ra12 μm til Ra0,8 μm. Líftími varma hringrásarinnar í hermi geimumhverfis (hitasvið: -180 gráður til 300 gráður) hefur verið hækkaður úr 50 í 200 sinnum.
Læknisígræðslur: Eftir efnafægingu fór yfirborðsgrófleiki mjaðmarliðagerviliðs úr títanblendi úr Ra8 μm í Ra0,5 μm. Þetta varð til þess að frumur festust 40% betur við ígræðslurnar og urðu beinin að aðlagast þeim 30% hraðar.
Nákvæmnismót: Eftir slípun með formaðlögunarslípun (SAG) fer yfirborðsgrófleiki innspýtingarmótskjarna bíla niður í Ra0,02 μm, endingartími mótsins hækkar úr 100.000 sinnum í 500.000 sinnum og yfirborðsgljái vörunnar hækkar um 2 stig.