Vil pulverfjernelsesprocessen beskadige metal 3D-printede dele?

一, Rationalet og behovet for pulverfjernelsesprocessen
Metal 3D-printteknologier som SLM og EBM bygger emner ved at smelte metalpulver et lag ad gangen. Efter udskrivning begraves delene i det pulver, der endnu ikke er smeltet. Hvis disse resterende pulvere ikke er ryddet helt op, kan de forårsage en masse problemer:
Strukturel fare: Pulverblokering i kølekanaler eller interne strømningskanaler, som kan forhindre varme i at undslippe og potentielt forårsage strukturelle katastrofer;
Ydeevnetab: Pulverrester ændrer ruheden af ​​emnernes overflader, hvilket sænker deres korrosionsbestandighed og udmattelsesstyrke.
Pulverafgivelse kan forårsage problemer eller missionsfejl inden for medicinske implantater eller fly.
Så fjernelse af pulveret er ikke kun en rengøringsprocedure; det er også en vigtig komponent i at sikre, at delene fungerer korrekt.
2, Problemer og farer for skader, der opstår under pulverfjernelsesprocessen
Det er meget vigtigt at fjerne pulveret, men selve processen er hård, og hvis det gøres forkert, kan det beskadige delene.
1. Rengøring af komplicerede strukturer er svært
Pulver har en tendens til at hæfte sig til 3D-printede metalgenstande på steder som tynde vægge, indre fordybninger og huller, der krydser hinanden. For eksempel har en bestemt slags flydende oxygen/petroleums-motorindsprøjtningshoved hundredvis af forskudte indsprøjtningshuller. På et tidspunkt kan den resterende pulverhastighed ved rengøring med normal luftstrøm og vibration være så høj som 8%. Hvis du rengør den for hårdt, kan den tynde væg bøjes, eller poren kan knække på grund af for meget mekanisk belastning.
2. Pulverets egenskaber og hvor godt de fungerer med proceduren
variable metalpulvere har meget varierende partikelstørrelser, flydeevne og vedhæftning. For eksempel har titanlegeringspulver små partikler og er meget reaktivt, så det kan reagere med overfladen af ​​dele. Nikkel-baseret legeringspulver er på den anden side ret hårdt og kan ridse overfladen under rengøring med vibration. Faren for skader vil stige meget, hvis den forkerte pulverfjernelsesmetode (såsom luftstrøm, vibration, ultralyd osv.) bliver brugt ud fra pulverets egenskaber.
3. Ulemper ved at gøre ting i hånden
Rengøring af store eller præcise stykker i hånden er ikke særlig effektivt og svært at gøre godt. For eksempel har store strukturelle dele i luftfartssektoren både små og store indvendige rør. Hvis du ryster eller vibrerer dem i hånden, kan de flytte sig eller belaste et område for meget, hvilket kan forårsage revner. Desuden, hvis operatører ikke bruger det rigtige beskyttelsesudstyr, kan de indånde metalpulver, mens de udfører arbejdet, hvilket er dårligt for deres helbred.
3, skridt taget i industrien for at stoppe og kontrollere skader
Industrien har fundet frem til en række standardiserede og smarte metoder til at mindske risikoen for skader under pulverfjernelsesproceduren.
1. Designoptimering: Gør det nemmere at gøre rent fra starten
Design for klarhed: Medtag rengøringsbehov i designfasen, herunder at gøre vinklerne på kanaludløbene bedre og layoutet af udstødningshullerne større, så pulveret kan flyde naturligt. Ved at ændre designparametrene blev mængden af ​​pulverrester i et casestudie af et motorindsprøjtningshoved bragt ned til mindre end 1 %.
Forbedring af støttekonstruktionen: Lav støttekonstruktioner i de ophængte sektioner, som er lette at tage af, så rengøringen ikke rører delene så meget. For eksempel bruger Desktop Metal adskillelig keramisk støtteteknologi for at forhindre, at støtten og delene klæber sammen under sintringsprocessen.
2. Nye måder at gøre tingene på: Gør rengøringen hurtigere og mere præcis
System til automatisk rensning af pulver: TCB-100-systemet fra Zhejiang Tuobo renser store sektioner af pulver hurtigt og nemt ved at bruge en kombination af 360-graders tredimensionel rotation, vibration og højtryksluftstrøm. Dette skærer ned på behovet for, at folk udfører arbejdet. Denne teknik kan spare rengøringstid med 90 % og mindske risikoen for at beskadige dele.
Ultralyds- og inertgaschok: Til præcisionsgenstande kan lav-ultralydsvibrationer og inertgaschok fjerne en meget lille mængde pulverrester uden at skade overfladen. For eksempel, mens du laver ortopædiske implantater, skal ultralydsrensningsfrekvensen justeres nøjagtigt til størrelsen af ​​pulverpartiklerne for at undgå for meget boblekraft.
3. Detektion og feedback: et lukket-sløjfesystem til rengøringskvalitet
CT-detektionsteknologi: Efter rengøring scanner industriel CT indersiden af ​​delene for at finde eventuelle pulverrester eller strukturelle problemer. Gennem en CT-feedback-mekanisme har en bestemt luftfartsvirksomhed hævet clearingbeståelsesraten fra 70 % til 99 %.
Opbygning af en database: Opret en database med information om forskellige materialer, geometriske faktorer og rengøringsteknikker, så enhver fremtidig produktion kan følge de samme retningslinjer. For eksempel har Liantai Technology lavet en renseprocesparameterpakke til SLM-teknologi, der fungerer med materialer som titanlegering og aluminiumslegering.