เฮ้! ในฐานะซัพพลายเออร์ของการพิมพ์ SLM 3D ฉันตื่นเต้นอย่างยิ่งที่จะเจาะลึกในหัวข้อพารามิเตอร์ความหยาบผิวของชิ้นส่วนที่พิมพ์ SLM 3D เอาล่ะ เรามาเข้าเรื่องกันดีกว่า
SLM หรือ Selective Laser Melting เป็นเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่น่าทึ่ง โดยสร้างชิ้นส่วนทีละชั้น โดยหลอมผงโลหะเข้าด้วยกันโดยใช้เลเซอร์กำลังสูง แต่สิ่งหนึ่งที่มักเกิดขึ้นเมื่อเราพูดถึงชิ้นส่วนที่พิมพ์ด้วย SLM 3D คือความขรุขระของพื้นผิว ถือเป็นส่วนสำคัญที่สามารถส่งผลต่อประสิทธิภาพ ฟังก์ชันการทำงาน และความสวยงามของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายได้
ทำความเข้าใจกับความหยาบของพื้นผิว
ก่อนอื่น ความหยาบของพื้นผิวคืออะไรกันแน่? มันคือการวัดพื้นผิวของพื้นผิว มันเกี่ยวข้องกับการเบี่ยงเบนเล็กน้อยที่มีระยะห่างจากพื้นผิวที่ระบุ ความเบี่ยงเบนเหล่านี้อาจเกิดจากปัจจัยหลายประการ เช่น คุณลักษณะของกระบวนการพิมพ์ วัสดุที่ใช้ และการดำเนินการหลังการประมวลผล
มีพารามิเตอร์หลักสองสามตัวที่เราใช้เพื่อหาปริมาณความหยาบของพื้นผิว เริ่มจาก Ra กันก่อน ซึ่งน่าจะเป็นอันที่ใช้บ่อยที่สุด Ra หมายถึงค่าเฉลี่ยเลขคณิตของค่าสัมบูรณ์ของการเบี่ยงเบนความสูงของโปรไฟล์จากเส้นค่าเฉลี่ย ซึ่งวัดภายในระยะเวลาการประเมิน พูดง่ายๆ ก็คือช่วยให้เราเข้าใจถึง "ความขรุขระ" ของพื้นผิวโดยรวมได้ ค่า Ra ที่ต่ำกว่าหมายถึงพื้นผิวที่เรียบขึ้น สำหรับชิ้นส่วนที่พิมพ์ด้วย SLM 3D ค่า Ra อาจแตกต่างกันอย่างมาก ขึ้นอยู่กับการตั้งค่าการพิมพ์และวัสดุ
พารามิเตอร์ที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือ Rz อันนี้หมายถึงความสูงสูงสุดของโปรไฟล์ โดยจะวัดระยะทางแนวตั้งระหว่างยอดเขาสูงสุดและหุบเขาต่ำสุดภายในระยะเวลาการประเมิน Rz ทำให้เราทราบถึงความแปรผันที่รุนแรงบนพื้นผิว ในการใช้งานบางอย่าง เช่น เมื่อชิ้นส่วนจำเป็นต้องจับคู่กับส่วนประกอบอื่นอย่างแม่นยำ การควบคุมค่า Rz ถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง
นอกจากนี้เรายังมี Rq ซึ่งเป็นความหยาบราก - ค่าเฉลี่ย - กำลังสอง โดยคำนวณเป็นรากที่สองของค่าเฉลี่ยของค่ากำลังสองของการเบี่ยงเบนความสูงของโปรไฟล์จากเส้นค่าเฉลี่ย Rq มีความไวต่อการเบี่ยงเบนอย่างมากจากค่าเฉลี่ยเมื่อเปรียบเทียบกับ Ra ดังนั้น หากมีการกระแทกหรือการยุบตัวที่ใหญ่มากบนพื้นผิว Rq จะหยิบจับสิ่งเหล่านั้นได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
ปัจจัยที่ส่งผลต่อความหยาบของพื้นผิวในการพิมพ์ SLM 3D
ตอนนี้ เรามาพูดถึงสิ่งที่อาจรบกวนความหยาบของพื้นผิวของชิ้นส่วนที่พิมพ์ด้วย SLM 3D กันดีกว่า พารามิเตอร์การพิมพ์ถือเป็นปัจจัยสำคัญ สิ่งต่างๆ เช่น กำลังเลเซอร์ ความเร็วในการสแกน และความหนาของชั้น ล้วนมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญ หากกำลังเลเซอร์สูงเกินไป อาจทำให้ผงโลหะหลอมละลายมากเกินไป ส่งผลให้พื้นผิวขรุขระขึ้น ในทางกลับกัน หากความเร็วในการสแกนเร็วเกินไป ผงก็อาจจะละลายได้ไม่เต็มที่ และยังส่งผลให้คุณภาพผิวงานไม่ดีอีกด้วย
วัสดุเองก็มีบทบาทเช่นกัน โลหะต่างชนิดกันมีพฤติกรรมการหลอมและการแข็งตัวที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น โลหะผสมไททาเนียมและเหล็กกล้าไร้สนิมจะมีลักษณะความหยาบของพื้นผิวที่แตกต่างกัน แม้ว่าจะพิมพ์ภายใต้สภาวะเดียวกันก็ตาม การกระจายรูปร่างและขนาดของผงโลหะอาจส่งผลต่อคุณภาพพื้นผิวด้วย
การดำเนินการหลังการประมวลผลก็เป็นสิ่งสำคัญเช่นกัน หลังจากขั้นตอนการพิมพ์ เราสามารถใช้เทคนิคต่างๆ เช่น การขัด การเจียร หรือการขัดผิว เพื่อปรับปรุงความหยาบของพื้นผิว การขัดเงาสามารถลดค่า Ra ได้อย่างมาก ทำให้พื้นผิวมีความมันเงาและเรียบเนียน ในทางกลับกัน การขัดผิวด้วยการยิงอาจทำให้เกิดความเค้นอัดที่ตกค้างบนพื้นผิว ขณะเดียวกันก็ส่งผลต่อพื้นผิวด้วย
การใช้งานและความสำคัญของความหยาบของพื้นผิว
ในอุตสาหกรรมต่างๆ ความหยาบผิวที่ต้องการของชิ้นส่วนที่พิมพ์ด้วย SLM 3D อาจแตกต่างกันอย่างมาก ยกตัวอย่างเช่น การบินและอวกาศขายึดเครื่องบินโดยการพิมพ์ 3 มิติ SLMจำเป็นต้องมีพื้นผิวที่แน่นอนเพื่อให้แน่ใจว่าพอดีและใช้งานได้อย่างเหมาะสม พื้นผิวเรียบสามารถลดความเสี่ยงที่จะเกิดความเครียดและยืดอายุความล้าของชิ้นส่วนได้ ในอุตสาหกรรมอากาศยาน ความน่าเชื่อถือเป็นสิ่งสำคัญ และการควบคุมความเรียบของพื้นผิวเป็นส่วนสำคัญของสมการดังกล่าว
ในภาคยานยนต์โดยเฉพาะสำหรับชิ้นส่วนรถแข่งไทเทเนียมพิมพ์ 3 มิติความหยาบของพื้นผิวอาจส่งผลต่ออากาศพลศาสตร์และสมรรถนะทางกล พื้นผิวที่เรียบขึ้นสามารถลดการลากซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับรถแข่งความเร็วสูง นอกจากนี้ยังสามารถส่งผลต่อการที่ชิ้นส่วนโต้ตอบกับส่วนประกอบอื่นๆ เช่น แบริ่งหรือเกียร์ได้ดีเพียงใด
การผลิตแม่พิมพ์เป็นอีกพื้นที่หนึ่งที่ความขรุขระของพื้นผิวมีความสำคัญแม่พิมพ์น้ำหนักเบาที่พิมพ์แบบ 3 มิติพร้อมโครงสร้างขัดแตะจำเป็นต้องมีการตกแต่งพื้นผิวที่แม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่าการจำลองชิ้นส่วนที่กำลังขึ้นรูปถูกต้องแม่นยำ หากพื้นผิวแม่พิมพ์หยาบเกินไป อาจทำให้เกิดข้อบกพร่องในชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปได้
การควบคุมและการวัดความหยาบของพื้นผิว
ในฐานะซัพพลายเออร์การพิมพ์ SLM 3D เรามุ่งเน้นอย่างมากในการควบคุมและการวัดความหยาบพื้นผิวของชิ้นส่วนที่พิมพ์ของเรา เราใช้ซอฟต์แวร์ขั้นสูงเพื่อปรับพารามิเตอร์การพิมพ์ให้เหมาะสม และได้พื้นผิวที่ดีที่สุดจากกระบวนการพิมพ์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการลองผิดลองถูกหลายครั้ง รวมถึงการใช้อัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่องเพื่อคาดการณ์ว่าการตั้งค่าต่างๆ จะส่งผลต่อความขรุขระของพื้นผิวอย่างไร
ในการวัดความหยาบของพื้นผิว เราใช้เครื่องมือที่แตกต่างกันสองสามอย่าง หนึ่งในสิ่งที่พบบ่อยที่สุดคือเครื่องวัดโปรไฟล์พื้นผิว ทำงานโดยการลากสไตลัสไปบนพื้นผิวและวัดการกระจัดในแนวตั้ง ข้อมูลนี้ทำให้เราเห็นโปรไฟล์ของพื้นผิว ซึ่งเราสามารถคำนวณค่า Ra, Rz และ Rq ได้ นอกจากนี้ยังมีวิธีการแบบไม่สัมผัส เช่น ออปติคัลโปรไฟล์ ซึ่งใช้แสงในการวัดพื้นผิว เหมาะสำหรับการวัดชิ้นส่วนที่ละเอียดอ่อนหรือซับซ้อนโดยไม่ทำให้เกิดความเสียหายใดๆ
บทสรุปและการเรียกร้องให้ดำเนินการ
เอาล่ะ บทสรุปของพารามิเตอร์ความหยาบพื้นผิวของชิ้นส่วนที่พิมพ์ด้วย SLM 3D เป็นหัวข้อที่ซับซ้อน แต่การทำความเข้าใจพารามิเตอร์เหล่านี้และวิธีการควบคุมถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการได้ชิ้นส่วนคุณภาพสูง ไม่ว่าคุณจะอยู่ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ยานยนต์ หรืออุตสาหกรรมการผลิตแม่พิมพ์ หรือสาขาอื่นๆ ที่ต้องอาศัยชิ้นส่วนโลหะที่พิมพ์แบบ 3 มิติ ความหยาบของพื้นผิวสามารถสร้างหรือทำลายประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ของคุณได้
หากคุณสนใจบริการการพิมพ์ SLM 3D ของเรา และต้องการปรึกษาว่าเราสามารถตอบสนองความต้องการด้านความหยาบของพื้นผิวเฉพาะของคุณได้อย่างไร อย่าลังเลที่จะติดต่อเรา เราพร้อมทำงานร่วมกับคุณเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดสำหรับโครงการของคุณ
อ้างอิง
- ASME B46.1 - 2019 พื้นผิว (ความหยาบของพื้นผิว ความเป็นคลื่น และเลย์)
- ISO 4287:1997. ข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์ทางเรขาคณิต (GPS) - พื้นผิว: วิธีการโปรไฟล์ - ข้อกำหนด คำจำกัดความ และพารามิเตอร์พื้นผิว