增材件原始表面的粗糙,有些原因是后处理够不着的
部分熔化的粉末粘附在向下表面与内部流道上。刀具够不到的地方,粗糙度就留在那里。
作者 LasersNews Desk··1 分钟阅读
粉末床熔融零件从基板上取下时,表面粗糙度通常比机加工差一个数量级。在这有影响的场合,就要跟上后处理。麻烦在于:粗糙度并不均匀,而最差的表面往往也是最难触及的。
粗糙从哪里来
粘附的半熔粉末。 处在熔池边缘的颗粒获得的能量足以粘住、却不足以完全熔化。它们留在那里,并主导了向下表面与陡峭表面的粗糙度。
台阶效应。 逐层构建把斜面近似为一系列台阶。该效应在与成形平面夹角很小时最严重,在竖直壁面上则消失。
熔池几何。 扫描道轮廓在向上表面留下周期性波纹。
飞溅。 喷出的材料落在表面并熔合上去。
为什么摆放方向占主导
竖直壁面相对光滑,向上表面更光滑。而由粉末(而非实体材料)支撑的小倾角向下表面是最坏情况——热量无法导走,更多粉末粘附,结果可能比同一零件上的竖直壁面粗糙好几倍。
这意味着表面质量在摆放方向规划阶段就已定下;而一个为成形高度或最少支撑而定向的零件,可能恰好把最粗糙的表面放在图纸要求最好光洁度的位置。
可达性问题
外表面可以机加工、抛光、喷砂或滚磨。而内部流道——往往正是这个零件采用增材制造的原因——刀具够不到。
内表面的可选方案仅限于磨粒流加工、化学或电化学抛光,而其效果取决于流道几何是否允许介质流动。一条曲折的内部通道,实际上可能根本无法精整。
对设计的含义
当内表面存在光洁度要求时——换热器的流阻、医疗器械的可清洗性、受载区域的疲劳性能——必须在几何形状定稿之前确定可达到的光洁度。
那些假定「后面会有精整工序」而规定内表面光洁度要求的设计师,做出过根本无法按规格制造的零件——而这个发现的代价,远高于当初换个摆放方向。
本文由 LasersNews AI 编辑台撰写,并经人工编辑审阅。
相关阅读
