ชิ้นส่วนโลหะที่พิมพ์ด้วย 3D สามารถให้เอฟเฟกต์สะท้อนได้หรือไม่

1. หลักการทางเทคนิค: การพิมพ์ 3 มิติสามารถตอบสนองความต้องการของกระจกได้อย่างไร?
ประโยชน์หลักของการพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะคือสามารถสร้างรูปทรงที่ซับซ้อนได้ทันที อย่างไรก็ตาม ความหยาบผิวเริ่มต้น (Ra10-50 μ m) แตกต่างจากมาตรฐานกระจก (Ra<0.01 μ m). To get the mirror effect, you need to work together on "printing+post-processing":
พื้นฐานของการพิมพ์ที่มีความแม่นยำสูง-
ตัวอย่างเช่น เทคโนโลยีการหลอมด้วยเลเซอร์เฉพาะจุด (SLM) ผสมผสานชั้นบางๆ ของผง 20–60 μm และจุดเลเซอร์ที่มีความกว้างเพียงไม่กี่ไมโครเมตร เพื่อให้ได้ความแม่นยำของมิติที่ ± 20–50 μm ทำให้เป็นฐานที่แข็งแรงสำหรับการขัดเงาในภายหลัง ศูนย์กระบวนการเต็มรูปแบบสำหรับการผลิตสารเติมแต่งโลหะที่ Hanbang Laser และ Zhongnan Zhicheng ทำงานร่วมกันได้ลดความหยาบเริ่มต้นของใบพัดกังหันลงเหลือ Ra12 μ m โดยการปรับปรุงกลยุทธ์การสแกนและควบคุมความหนาของชั้น ทำให้สามารถประมวลผลมิเรอร์ได้
ผลกระทบของคุณลักษณะของวัสดุ
เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำและความต้านทานการกัดกร่อนสูง โลหะผสมไททาเนียม สแตนเลส และวัสดุอื่นๆ จึงกลายเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการแปรรูปกระจก ตัวอย่างเช่น โลหะผสมไทเทเนียม TC4 ที่มักใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศสามารถกำจัดรูขุมขนได้โดยใช้การกดแบบไอโซสแตติกแบบร้อน (HIP) ตามการพิมพ์ SLM ทำให้มีความหนาแน่นของวัสดุถึง 99.9% และทำให้การขัดเงามีความสม่ำเสมอมากยิ่งขึ้น
2. เส้นทางกระบวนการ: ดูกระบวนการทั้งหมด ตั้งแต่การพิมพ์ไปจนถึงการมิเรอร์
เพื่อให้มีลักษณะเหมือนกระจก คุณต้องทำตามขั้นตอนหลักสี่ขั้นตอน: การเจียรแบบหยาบ การเจียรแบบละเอียด การขัดเงา และการเคลือบ แต่ละขั้นตอนต้องมีการควบคุมอย่างระมัดระวัง:
ขจัดชั้นและข้อบกพร่องด้วยการบดหยาบและละเอียด
การเจียรเชิงกล: ใช้ล้อเจียรเพชรหรือกระดาษทรายซิลิกอนคาร์ไบด์เพื่อค่อยๆ กำจัดลวดลายของเลเยอร์ที่พิมพ์ออกมา ตัวอย่างเช่น การพิมพ์ 3 มิติของ Jialichuang ใช้อุปกรณ์บดอัตโนมัติเพื่อทำให้ชิ้นส่วนในกระบวนการผลิต BJ มีความหยาบน้อยลง โดยเริ่มจาก Ra2.4 μ m ถึง Ra0.8 μ m ในขณะที่ยังคงความแม่นยำในระดับเดิม
การกัดกรดด้วยสารเคมี: สารละลายที่เป็นกรดถูกนำมาใช้เพื่อละลายส่วนที่ยื่นออกมาของพื้นผิวบนรูปทรงภายในของโพรงที่ซับซ้อน ซึ่งทำให้การขจัดวัสดุเป็นไปอย่างสม่ำเสมอ ตัวอย่างเช่น บริษัทการบินแห่งหนึ่งใช้สารละลายกัดกรดที่มีกรดฟอสฟอริกเพื่อทำให้ใบพัดเครื่องยนต์มีฤทธิ์กัดกร่อนน้อยลง ตั้งแต่ Ra15 μm ถึง Ra3 μm
การขัดเงา: การกระโดดจากกระจกย่อย-ไปยังกระจกเงา
การขัดด้วยกลไก: วิธีการขัดสามขั้นตอนของ WENDT- ใช้ล้อขัดหยาบเพื่อกำจัดรอยเจียร ล้อขัดขนาดกลางเพื่อให้พื้นผิวเรียบ และล้อขัดละเอียดเพื่อให้ได้เงาเหมือนกระจก ตัวอย่างเช่น การปลูกถ่ายสะโพกของ Johnson & Johnson มีความหยาบของพื้นผิว Ra0.05 μm หลังการรักษานี้ ซึ่งตรงตามเกณฑ์ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ
การขัดเงาโดยปราศจากความเครียด-สามารถทำได้ด้วยการขัดด้วยไฟฟ้า ซึ่งจะละลายรอยนูนเล็กๆ บนพื้นผิวโดยใช้ไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น นาฬิกาบางยี่ห้อใช้อิเล็กโทรไลต์ที่มีกรดไนตริก-เพื่อทำให้ตัวเรือนสแตนเลส 316L มีความหยาบน้อยลง โดยเริ่มจาก Ra0.8 μ m ถึง Ra0.02 μ m และในขณะเดียวกัน ก็ทำให้ตัวเรือนทนทานต่อการกัดกร่อนมากขึ้น
การเคลือบผิว: การปรับปรุงฟังก์ชั่นและการตกแต่งเป็นสองเท่า
การสะสมไอทางกายภาพ (PVD): กระบวนการนี้ใส่การเคลือบแข็ง เช่น TiN และ CrN บนพื้นผิวกระจก ความหนาสามารถควบคุมได้ระหว่าง 0.5 ถึง 2 μm ทำให้สารเคลือบทนทานต่อการสึกหรอมากขึ้นและให้ผลลัพธ์ที่สวยงาม เช่น สีทองและสีดำ ตัวอย่างเช่น ผู้ผลิตยานยนต์รายหนึ่งใช้เทคโนโลยี PVD เพื่อทำให้แป้นเปลี่ยนเกียร์มีอายุการใช้งานมากกว่า 500,000 ครั้ง
การชุบนิกเกิลด้วยสารเคมี: กระบวนการตกตะกอนโดยไม่ใช้ไฟฟ้าจะสร้างชั้นนิกเกิลที่สอดคล้องกันบนพื้นผิวโค้งที่ซับซ้อนซึ่งมีความหนา 10 ถึง 20 μm ตัวอย่างเช่น ผู้ผลิตเครื่องบินได้พัฒนาหัวฉีดเชื้อเพลิงให้ทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีขึ้นถึงสามเท่าโดยใช้การชุบนิเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้า ขณะเดียวกันก็รักษาขนาดที่แม่นยำไม่เกิน ± 0.01 มม.
3. การใช้งานในธุรกิจ: การใช้งานทั่วไปสำหรับการพิมพ์ 3 มิติแบบมิเรอร์
สาขาการบินและอวกาศ
ใบพัดกังหัน ห้องเผาไหม้ และชิ้นส่วนอื่นๆ จะต้องสามารถรองรับทั้งอุณหภูมิสูงและอากาศพลศาสตร์ที่ดีได้ในเวลาเดียวกัน ตัวอย่างเช่น GE Aviation ใช้วิธีการขัดเงาแบบ SLM+ด้วยไฟฟ้าเพื่อทำให้พื้นผิวของใบพัดเครื่องยนต์ LEAP มีความหยาบน้อยลง โดยเริ่มจาก Ra10 μm ถึง Ra0.2 μm ทำให้เครื่องยนต์ประหยัดเชื้อเพลิงมากขึ้น 2%
สาขาเครื่องมือแพทย์
การปลูกถ่ายกระดูก เครื่องมือผ่าตัด และสิ่งอื่นๆ จะต้องเข้ากันได้ทางชีวภาพและต่อสู้กับแบคทีเรีย ตัวอย่างเช่น บริษัทแห่งหนึ่งสร้างถ้วยอะซิตาบูลโลหะผสมไททาเนียมที่พิมพ์แบบ 3 มิติ- ซึ่งมีความหยาบพื้นผิว Ra0.03 μm หลังจากการขัดด้วยไฟฟ้า ซึ่งหมายความว่าเชื้อโรคมีโอกาสเกาะติดได้น้อยลง และความเสี่ยงของการติดเชื้อหลังการผ่าตัดก็ต่ำกว่ามาก
ในด้านเครื่องใช้ไฟฟ้า
บานพับสำหรับหน้าจอแบบพับได้ -ตัวเรือนนาฬิการะดับไฮเอนด์ และสิ่งอื่นๆ จะต้องทั้งเบาและแข็งแรง ตัวอย่างเช่น Hanbang Laser ได้สร้างบานพับโลหะผสมไทเทเนียมสำหรับโทรศัพท์มือถือบางยี่ห้อ มีความหนา 0.3 มม. และมีความแข็งพื้นผิว HV1200 ซึ่งตรงตามข้อกำหนดของการทดสอบ 200,000 เท่า