Os ydych chi wedi bod yn y diwydiant yn ddigon hir, rydych chi'n gwybod mai gwahoddiad am drafferth - yn unig yw rhan "garw" yn enwedig pan fydd y rhan honno'n dod i ben mewn dyfeisiau meddygol, offer prosesu bwyd, neu unrhyw amgylchedd lle na ellir goddef bacteria.
Mae llawer o gwsmeriaid yn dod atom yn canolbwyntio'n unig ar a allwn argraffu'r geometreg. Maen nhw'n synnu pan fyddwn ni'n dechrau siarad am garwedd arwyneb (gwerthoedd Ra), adlyniad bacteriol, a phrosesu post. Mewn SLM Prototeipio Cyflym aTechnolegau Argraffu Metel 3D, mae'r byd micro anweledig ar yr wyneb yn aml yn pennu a yw eich rhan yn llwyddo neu'n methu mewn-defnyddio'r byd go iawn.
Deall yr "Effaith Grisiau" mewn Prototeipio Cyflym SLM
Mae SLM (Toddi Laser Dewisol) yn adeiladu rhannau fesul haen. Mae pob haen tua 20-60 μm o drwch, ac mae'r laser yn toddi powdr metel. Mae hyn yn creu'r "effaith grisiau" enwog ar arwynebau llethrog neu grwm.
Yn wahanol i beiriannu CNC, sy'n torri deunydd i ffwrdd yn llyfn, mae SLM yn naturiol yn gadael gronynnau powdr wedi'u toddi'n rhannol a llinellau haen gweladwy ar ôl. Fel-mae rhannau SLM wedi'u hargraffu fel arfer yn dod allan gyda Ra 8-25 μm, yn dibynnu ar gyfeiriadedd, maint powdr (15-45 μm fel arfer), a pharamedrau proses. Mae hynny 10-50 gwaith yn fwy garw na'r hyn y mae'r rhan fwyaf o geisiadau gradd meddygol neu fwyd yn ei dderbyn.
Mae'r -bocedi a'r dyffrynnoedd micro hyn yn gweithredu fel ogofâu bach. Mae bacteria yn eu caru oherwydd eu bod yn cael eu hamddiffyn rhag glanhau mecanyddol, llif hylif, a hyd yn oed rhai dulliau sterileiddio. Mewn mewnblaniadau meddygol metel printiedig 3D, mae hyn yn arbennig o hanfodol - gall un arwyneb sydd wedi'i orffen yn wael droi prototeip addawol yn gur pen rheoleiddiol.
Pam Mae Garwedd yn Bwysig
Nid dim ond ar hap y mae bacteria yn glanio. Maen nhw'n dilyn proses dau-gam:
Ymlyniad cildroadwy (grymoedd gwan van der Waals).
Angori na ellir ei wrthdroi (pili a sylweddau polymerig allgellog).
Mae arwynebau garw yn darparu amddiffyniad corfforol ac yn cynyddu'r ardal gyswllt. Mae astudiaethau'n dangos yn gyson bod arwynebau â Ra> 0.8 μm yn gweld adlyniad bacteriol sylweddol uwch. Un ffigur a ddyfynnir yn aml: gall symud o Ra 0.8 μm i Ra 10 μm gynyddu cyfraddau ymlyniad bacteriol 300-400% ar gyfer mathau cyffredin fel Staphylococcus aureus a Pseudomonas aeruginosa.
Mae hydroffobigedd hefyd yn chwarae rhan. Mae arwynebau mwy garw yn aml yn dod yn fwy hydroffobig (effaith lotws yn y cefn), a all weithiau helpu neu frifo yn dibynnu ar y math o facteria. Ond yn ymarferol, ar gyfer y rhan fwyaf o gymwysiadau meddygol a bwyd, mae topograffeg yn curo cemeg fel y prif ffactor.
Paramedrau allweddol i'w gwylio:
Ra: Garwedd cyfartalog (a nodir amlaf).
Rz: Uchafbwynt-hyd-uchder dyffryn (gwell am ddal dyffrynnoedd dwfn peryglus).
Sa: Garwedd areal 3D (a ddefnyddir yn gynyddol mewn systemau ansawdd gwneuthurwr argraffu 3D metel datblygedig).
Materion Deunydd: Titaniwm vs Dur Di-staen mewn SLM
Mae aloion gwahanol yn ymddwyn yn wahanol:
Titaniwm (Ti-6Al-4V ELI) yw'r brenin ar gyfer mewnblaniadau meddygol metel printiedig 3D. Mae ei haen ocsid naturiol yn fiogydnaws, ond mae angen gorffen yn ofalus o hyd ar arwynebau sydd wedi'u hargraffu. Mae titaniwm garw yn hyrwyddo osseointegration (twf esgyrn) yn y parthau cywir, ond mae garwedd heb ei reoli yn gwahodd haint.
Dur Di-staen 316L yw'r ceffyl gwaith ar gyfer gradd bwyd a llawer o offer meddygol y gellir eu hailddefnyddio. Mae'n cynnig ymwrthedd cyrydiad rhagorol ar ôl gorffen yn iawn ac mae'n fwy maddeugar mewn gwasanaethau argraffu 3D diwydiannol cyfanwerthu ar gyfer cymwysiadau technoleg bwyd.
Dyma gymhariaeth ymarferol:
|
Cyflwr Arwyneb |
Ra Gwerth |
Adlyniad bacteriol (cymharol) |
Achos Defnydd Gorau |
Postiad Nodweddiadol-Prosesu |
|
Fel{0}}argraffwyd SLM |
10–25 μm |
Uchel Iawn (llinell sylfaen 100%) |
Prototeipiau nad ydynt yn hanfodol |
Dim |
|
Ffrwydro Glain |
3–6 μm |
Uchel |
Cyn{0}}driniaeth |
Ffrwydro |
|
Mecanyddol caboledig |
0.8–2.0 μm |
Cymedrol |
Arwynebau allanol nad ydynt yn hanfodol |
llathru â llaw/awtomataidd |
|
Electropolished |
0.1–0.4 μm |
Isel Iawn |
Cyswllt meddygol a bwyd |
Electropolishing |
O Garw i Lyfn
Ni allwch hepgor-brosesu post mewn rhaglenni difrifol.
Mae sgleinio mecanyddol yn gyflym ac yn rhad ond mae'n cael trafferth gyda sianeli mewnol ac yn gadael haen wedi'i daeniadu a all guddio halogion.
Electropolishing yw'r safon aur ar gyfer rhannau gradd meddygol a bwyd. Mae'n hydoddi brigau yn ffafriol, yn cael gwared ar yr haen taenu, ac yn gwella'r ffilm ocsid goddefol. Ar gyfer 316L, mae'n gwella'n sylweddol ymwrthedd cyrydiad a glanweithdra.
Mae triniaethau cemegol (ysgythriad asid ar gyfer titaniwm) a Pheiriannu Llif Sgraffinio (AFM) yn hanfodol ar gyfer geometregau mewnol cymhleth sy'n gyffredin mewn arferiad.SLM prototeipio cyflymprosiectau ffatri.
Bydd darparwr gwasanaeth argraffu 3D metel da gyda gorffeniad integredig yn gwneud y gorau o'r gadwyn gyfan - nid dim ond argraffu a rhoi rhan garw i chi.
Senarios y Byd go iawn
Astudiaeth Achos 1: Mewnblaniadau Deintyddol Argraffodd cleient fewnblaniadau titaniwm gyda garwder unffurf. Roedd integreiddio esgyrn yn weddus, ond achosodd y goler drawsfwcosol broblemau peri-mewnblaniadau dro ar ôl tro. Fe wnaeth newid i orffeniad parth (corff garw + coler electropolished) ddatrys y broblem a phasio dilysiad clinigol.
Astudiaeth Achos 2: Cyfnewidydd Gwres Prosesu Bwyd Mae SLM-wedi argraffu cyfnewidydd gwres 316L gyda sianeli mewnol (Ra ~12 μm fel-wedi'u hargraffu) wedi methu â dilysu CIP (Glan{5}}Mewn-Lle). Cuddiodd bacteria mewn llinellau haen. Ar ôl electropolishing AFM +, gostyngodd amser glanhau dros 60% ac roedd cyfrif microbaidd yn bodloni safonau gradd bwyd.
Cyngor Arbenigol: Peidiwch â mynd ar ôl gorffeniad drych ym mhobman. Gall dros{1}}sgleinio asgwrn-arwynebau cyswllt leihau osseintegreiddiad mewn gwirionedd. Y gelfyddyd yw gwybod ble i fod yn arw a ble i fod yn llyfn.
Cwestiynau Cyffredin
A yw arwyneb llyfnach bob amser yn golygu llai o facteria?
Yn gyffredinol ie, ond dim ond hyd at bwynt. Islaw Ra 0.2-0.4 μm, mae dychweliadau'n lleihau, ac mewn-parthau cyswllt asgwrn, mae garwder cymedrol yn cael ei beiriannu'n fwriadol.
Beth yw gwerth Ra nodweddiadol rhan SLM sydd wedi'i hargraffu fel-?
8-25 μm, yn dibynnu'n fawr ar gyfeiriadedd a pharamedrau.
A allaf gyflawni gorffeniadau gradd bwyd gyda Prototeipio Cyflym SLM?
Ie - gydag electropolishing iawn neu brosesau cyfunol. Mae llawer o gleientiaid yn gwneud hyn yn llwyddiannus ar gyfer-cydrannau cyswllt bwyd.
Sut mae garwedd arwyneb yn effeithio ar broses sterileiddio offer printiedig 3D?
Mae arwynebau mwy garw yn cysgodi bacteria rhag stêm, cemegau ac ymbelydredd, sy'n gofyn am gylchoedd hirach neu amodau llymach.