پالش کرنے سے دھاتی تھری ڈی پرنٹنگ کی سطح کو کس سطح تک بلند کیا جا سکتا ہے؟

1. سطح کی کھردری: مائکرو میٹر سے نینو میٹر تک چھلانگ
سطح کی کھردری کسی حصے کی سطح کے معیار کا ایک اہم پیمانہ ہے۔ اس کا براہ راست اثر ہوتا ہے کہ یہ سنکنرن کے خلاف کتنی اچھی طرح سے مزاحمت کرتا ہے، یہ رگڑ کے ساتھ کتنی اچھی طرح سے کام کرتا ہے، اور یہ روشنی کے ساتھ کتنی اچھی طرح سے کام کرتا ہے۔ عمل کی ترتیبات، مواد کی قسم، اور پرنٹنگ کی سمت سب کا اس بات پر بڑا اثر پڑتا ہے کہ دھاتی 3D پرنٹ شدہ حصے پہلے کتنے کھردرے ہیں۔ مثال کے طور پر، لیزر پاؤڈر بیڈ میلٹنگ (LPBF) طریقہ سے بنائے گئے ٹائٹینیم الائے پرزوں کی سطح کی کھردری Ra15–20 μm تک ہو سکتی ہے جب پرنٹنگ کی سمت میں پیمائش کی جائے۔ جب پرنٹنگ سمت کے ساتھ ناپا جاتا ہے، تاہم، کھردرا پن Ra8–12 μm تک کم ہوسکتا ہے کیونکہ پرتیں زیادہ مضبوطی سے اوورلیپ ہوتی ہیں۔ پالش کرنا سطح کو زیادہ ہموار بنا سکتا ہے:
مکینیکل پالش: خودکار پالش کرنے والی مشینوں اور ہیرے کی کھرچنے والی مشینوں کا استعمال کرتے ہوئے، BJ طریقہ (چپکنے والی چھڑکاؤ) کے ذریعے بنائے گئے ایلومینیم مرکب حصوں کی سطح کی کھردری کو Ra2.4 μm سے Ra0.8 μm یا اس سے کم کیا جا سکتا ہے، جو زیادہ تر مکینیکل اسمبلی کے کاموں کے لیے کافی اچھا ہے۔ اعلی-صحت سے متعلق ضروریات کے لیے، جیسے آپٹیکل آئینے کے لیے سپورٹ، ملٹی-اسٹیج پالشنگ (موٹے پالش → فائن پالش → الٹرا فائن پالش) سطح کی کھردری کو Ra0.05 μm تک کم کر سکتی ہے، جو عام آئینے کی پیسنے کی سطح کے قریب ہے۔
کیمیائی پالش: یہ طریقہ سطح کے ٹکڑوں کو منتخب طور پر تحلیل کرنے کے لیے تیزابی یا الکلائن محلول کا استعمال کرتا ہے۔ یہ پیچیدہ اندرونی گہا کے ڈھانچے پر اچھی طرح کام کرتا ہے۔ مثال کے طور پر، کیمیکل پالش کرنے کے بعد 316L سٹینلیس سٹیل کارڈیو ویسکولر سٹینٹس کی سطح کی کھردری Ra6 μm ​​سے Ra0.2 μm تک چلی گئی۔ اس سے مائیکرو اسپیئر-سے چھٹکارا مل گیا جیسے اٹیچمنٹ جو پرنٹنگ کے دوران بنتے ہیں، جس سے تھرومبوسس کا خطرہ کم ہوتا ہے۔
لیزر پالش: ایک چھوٹے سے علاقے میں سطحی مواد کو پگھلانے کے لیے طاقتور لیزر بیم کا استعمال اور پھر مائع دھات کی سطح کے تناؤ کو ہموار کرنے کا کام کرنے دینا۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ SLM طریقہ کا استعمال کرتے ہوئے تیار کردہ 316L سٹینلیس سٹیل کے اجزاء کے پانچ لیزر اسکین کے بعد، سطح کی کھردری Sa21 μm سے Sa1 μm تک کم ہو گئی، جس سے 96% کی کمی کی شرح حاصل ہوئی، بغیر کسی ذیلی سطح کو نقصان پہنچانے والی پرت کی تشکیل کے بغیر مکینیکل پالش سے منسوب۔
2. مائیکرو اسٹرکچر: خامیوں سے کثافت تک بہتری
پالش کرنے سے نہ صرف سطح بہتر نظر آتی ہے بلکہ یہ چھوٹی چھوٹی خامیوں سے چھٹکارا پا کر مواد کو مضبوط بھی بناتا ہے:
شگاف بند ہونا: مائیکرو کریکس جو بنتے ہیں جب دھاتی 3D پرنٹنگ بہت تیزی سے ٹھنڈا ہو جاتی ہے، مکینیکل پالش کے دباؤ سے جزوی طور پر بند ہو سکتی ہے۔ مثال کے طور پر، وائبریشن پالش کے بعد، ایک مخصوص ایوی ایشن انجن ٹربائن بلیڈ کی سطح کے فریکچر کثافت میں 40% کمی واقع ہوئی، اور ہائی سائیکل تھکاوٹ کی زندگی 25% تک بڑھ گئی۔
بقایا تناؤ کی رہائی: کیمیکل پالش سطح کی تہہ کو توڑ کر بقایا تناؤ کے تناؤ کو دور کرتی ہے، جو تناؤ کے سنکنرن کو ٹوٹنے سے روکتی ہے۔ TC4 ٹائٹینیم مرکب حصوں کے اچار کے علاج سے پتہ چلتا ہے کہ سطح پر بقایا تناؤ -150MPa سے کم ہو کر -50MPa تک چلا گیا ہے، اور نمک کے اسپرے سے سنکنرن کی شرح 60٪ کم ہو گئی ہے۔
لیزر پالش کرنے سے سطح کو ریمیلٹنگ ہو سکتی ہے، جو اناج کے سائز کو زیادہ یکساں بنا سکتی ہے۔ اعلی-درجہ حرارت کے مرکب Inconel 718 پر ہونے والے مطالعے سے پتہ چلتا ہے کہ لیزر پالش کرنے سے سطح کے دانے کے سائز کو 50 μm سے 10 μm تک بہتر کیا جاتا ہے، سختی میں 15% اضافہ ہوتا ہے، اور 650 ڈگری پر آکسیڈیشن وزن میں اضافے کی شرح میں 30% کمی واقع ہوتی ہے۔
3. فنکشنل کارکردگی: بنیادی سے اعلی-کی طرف جانا
سطح کے معیار کی پوسٹ-پالشنگ میں اضافہ فنکشنل کارکردگی کی اصلاح سے براہ راست تعلق رکھتا ہے:
بہتر لباس مزاحمت: ہموار سطحیں رابطے کی سطح پر چھوٹے محدب اداروں کے ایک دوسرے کو چھونے کا امکان کم کر سکتی ہیں۔ GCr15 بیئرنگ اسٹیل پرزوں پر رگڑ ٹیسٹ نے اشارہ کیا کہ سطح کو Ra1.6 μm سے Ra0.2 μm تک پالش کرنے سے رگڑ کا گتانک 0.15 سے 0.08 تک نیچے چلا جاتا ہے اور لباس کی مقدار 70٪ تک کم ہو جاتی ہے۔
سنکنرن کے خلاف بہتر مزاحمت: ایک ہموار سطح سنکنرن مادوں کا چپکنا مشکل بناتی ہے، اور کیمیکل پالش کے دوران بننے والی غیر فعال فلم اور بھی تحفظ فراہم کرتی ہے۔ الیکٹرو کیمیکل پالش کرنے کے بعد، 3.5% NaCl محلول میں 304 سٹینلیس سٹیل کے پرزوں کی سنکنرن کرنٹ کی کثافت 1.2 × 10 ⁻⁵ A/cm ² سے 2.5 × 10 ⁻⁶ A/cm ² تک گر گئی، اور corrosion کے خلاف مزاحمت 5 گنا بڑھ گئی۔
بہتر آپٹیکل کارکردگی: AlSi10Mg ایلومینیم الائے آئینے کو پالش کرنے پر تحقیق یہ ظاہر کرتی ہے کہ جب سطح کی کھردری کو Ra3.2 μm سے Ra0.05 μm تک کم کیا جاتا ہے تو نظر آنے والی روشنی کی عکاسی 85% سے 92% تک بڑھ جاتی ہے، جس کی لیزر کمیونیکیشن سسٹم کو ضرورت ہوتی ہے۔
4. صنعت کی درخواست: لیب سے فیکٹری میں منتقل ہونا
پالش کرنے والی تکنیک کو ڈومینز میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے جس کے لیے سطح کے سخت معیارات کی ضرورت ہے:
ایرو اسپیس: Ra12 μm سے Ra0.8 μm تک سطح کو کم کھردرا بنانے کے لیے راکٹ انجن نوزل ​​کی ایک خاص قسم پر لیزر پالش کا استعمال کیا جاتا ہے۔ مصنوعی خلائی ماحول میں تھرمل سائیکل کی زندگی (درجہ حرارت کی حد: -180 ڈگری سے 300 ڈگری) کو 50 سے 200 گنا بڑھا دیا گیا ہے۔
میڈیکل امپلانٹس: کیمیائی پالش کرنے کے بعد، ٹائٹینیم الائے ہپ جوائنٹ مصنوعی اعضاء کی سطح کا کھردرا پن Ra8 μm سے Ra0.5 μm تک چلا گیا۔ اس سے خلیات امپلانٹس سے 40 فیصد بہتر طور پر چپک گئے اور ہڈیاں ان کے ساتھ 30 فیصد تیزی سے مربوط ہوئیں۔
پریسجن مولڈ: شیپ ایڈاپٹیو گرائنڈنگ (SAG) کے ساتھ پالش کرنے کے بعد، آٹوموٹو انجیکشن مولڈ کور کی سطح کا کھردرا پن Ra0.02 μm تک چلا جاتا ہے، مولڈ لائف 100,000 گنا سے 500,000 گنا بڑھ جاتی ہے، اور پروڈکٹ کی سطح کی چمک 2 لیول تک بڑھ جاتی ہے۔