Hvordan bestemmer man, om metal 3D-printede dele er blevet fuldstændigt pulveriseret?

一, Det pulver, der er tilbage fra 3D-printede metalstykker, har skjulte og kumulative egenskaber. I komplicerede strømningskanalkonstruktioner kan der opbygges pulver i "pudderlåsezoner" på steder, hvor du ikke kan se dem, såsom osseointegrationsgrænsefladen af ​​titanlegering af acetabulære kopper. Hvis det resterende pulver er tykkere end 0,1 mm, vil det gøre det meget sværere for knoglen at integrere. Mere farligt er det, at aluminiumslegeringspulver kan spalte, når det kommer i kontakt med brint under høje-temperaturforhold. I forbrændingskammeret i en specifik flymotor kan rester af pulver forårsage lokal overophedning under varmtestning, hvilket kan føre til strukturel deformation. Disse eksempler viser, at det at finde pulverrester skal være en del af hele design-, print- og efterbehandlingsprocessen.
2, Et system til multi-detektionsteknologier
1. Måder at finde ting på i stor skala
Visuel inspektion: god til åbne strukturelle sektioner, og ser ændringer i overfladeglans, når de udsættes for intenst lys. For eksempel, hvis der er pulver på overfladen af ​​en interbody-fusionsenhed af rustfrit stål, som ikke er blevet renset, vil det se tåget ud.
Test af tryk: Brug en flowmåler til at holde øje med lækagehastigheden, mens du tilfører 0,5 MPa trykluft til kølekanalen. For en given type turbinevinge er standarden for detektion en lækagehastighed på mindre end eller lig med 0,1L/min.
2. Teknologi til at opdage ting på mikroskopisk niveau
CT-scanning til industrien: Den kan tage tre-dimensionelle billeder med en opløsning på 0,01 mm. En bestemt brændstofinjektor til flymotorer blev tjekket, og det blev fundet, at CT-scanning kan finde pulveragglomerater, der er 0,05 mm tykke, som røntgenfluoroskopi ikke kan se.
Scanning Electron Microscopy (SEM) kan, når det bruges sammen med Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), finde pulverpartikler, der kun er et par mikrometer store og se på deres kemiske sammensætning. SEM opdagede, at iltindholdet i resterende pulver var 300 % større end basismaterialets iltindhold under evaluering af kobolt-chromlegeringsledproteser.
3. Test for fysisk præstation
Termisk ledningsevnetest: Pulveret efterladt vil sænke materialets varmeledningsevne. Testresultaterne for en radiator i aluminiumslegering viser, at den termiske ledningsevne falder med 2,3 % for hver stigning på 1 % i restmængden.
Test med ultralyd: Denne metode giver en følsomhed på 92 % til at finde pulveragglomerering ved test af beslag af titanlegering ved at anvende lydhastighedsdæmpningskoefficienten til at finde interne fejl.
3, Forbedre processer og stoppe problemer, før de opstår
1. Forebyggelse i projekteringsfasen
Forbedring af pulverudledningsvejen: Brug af væskedynamiksimuleringsdesign til at lave en tilspidset strømningskanal, der lader pulveret flyde naturligt ud under tyngdekraften. Optimeringsforekomsten af ​​et bestemt flymotorforbrændingskammer illustrerer, at ændring af vinklen på strømningskanalen fra 60 grader til 45 grader kan gøre rengøringen af ​​pulveret 40 % mere effektiv.
Design til ryddeligt pulver: På vigtige steder skal du opbevare pulverrensende porer med en diameter på mere end 0,8 mm. Designændringen til et bestemt ortopædisk implantat har reduceret den tid, det tager at rense pulveret manuelt, fra 120 minutter til 15 minutter.
2. Kontrol af udskrivningsparametre
Optimering af lagenes tykkelse: Ændring af lagtykkelsen fra 50 μm til 30 μm kan hjælpe med at stoppe pulverbrodannelse. En test af udskrivning af en bestemt model af raketmotordyse viste, at tyndt-lagstryk reducerer mængden af ​​tilbageværende pulver med 65 %.
Bedre støttestruktur: Brug af en dot matrix-støtte i stedet for en solid skærer støttevolumenet af en given turbinevinge med 70 % og gør det 50 % lettere at rense pulveret.
3. Nye ideer inden for-efterbehandlingsteknologier
To-påvirkning af inert gas: Ved at ændre retningen af ​​gasstrømmen ved et tryk på 0,6 MPa indikerede pulverrensningstesten af ​​et bestemt rumfartsventilhus, at denne metode reducerede resthastigheden fra 3,2 % til 0,5 %.
Hjælp til ultralydsvibrationer: Ultralydsvibrationer ved 20 kHz kan svække bindingen mellem pulver og underlag med 60 % og reducere den tid, det tager at rense pulver til en-femtedel af, hvad det plejede at være.
4, Standarder for industrien og kvalitetskontrol
1. ASTM F3303 internationale standardsystem Der bør ikke være mere end 0,5 mg/cm² pulverrester i medicinske implantater. CT-scanning og opløsningsmiddelekstraktion er to måder at finde ud af dette på.
ISO/ASTM 52921: For luft- og rumfartsdele skal kvalifikationsgraden for pulverrensning være 99,99 %, og dette kontrolleres ved hjælp af sandsynlighedsprøvemetoden.
2. Kvalitetskontrol på virksomhedsniveau
Administration af en database: En bestemt luftfartsvirksomhed byggede et bibliotek med 2000 sæt data om pulverrensningsprocesser og brugte maskinlæringsmodeller til at finde ud af de bedste pulverrensningsindstillinger for forskellige materialer.
System til digital sporbarhed: RFID-tags holder styr på rengøringsprocessen for hver del, hvilket gør det muligt at spore hele processen fra udskrivning til detektion.