Kā notīrīt pulvera atlikumu pēc metāla 3D drukāšanas?

一 Galvenā problēma, kas saistīta ar pārpalikušo pulvera tīrīšanu, ir trīs{0}}virzienu cīņa starp tehnoloģiju, drošību un izmaksām.
Pulvera tīrīšanas problēma metāla 3D drukāšanā rodas no tās atšķirīgajiem procesa atribūtiem. Piemēram, izmantojot selektīvās lāzerkausēšanas (SLM) tehnoloģiju, lāzers kūst un uzkrāj metāla pulveri, lai izveidotu trīsdimensiju struktūru. Tomēr pulveris, kas nav pilnībā izkusis, pielīp pie detaļas virsmas vai paliks iekšā esošajās porās. Ja šīs atlikušās granulas netiks pilnībā iztīrītas, tās radīs trīs lielas problēmas:
Problēmas ar veiktspēju: Atlikušais pulveris var aizsprostot iekšējos plūsmas kanālus, samazināt detaļu blīvumu un pat izraisīt spriedzes veidošanos, kas var izraisīt plaisas. Piemēram, ja uz lidmašīnas dzinēja turbīnas lāpstiņām ir pāri palikuši pulveri, tā kalpošanas laiks var tikt samazināts uz pusi vai vairāk.
Risks drošībai: aktīvi metāla pulveri, piemēram, titāna pulveris un alumīnija pulveris, gaisā var viegli oksidēties, kā rezultātā tie var eksplodēt. Statistika liecina, ka 32% drošības negadījumu metāla 3D drukas darbnīcās notiek tāpēc, ka pulveris nav pareizi notīrīts.
Izmaksas ir nekontrolējamas: lielu detaļu tīrīšana ar rokām aizņem desmitiem stundu, un pulvera atgūšanas ātrums ir mazāks par 60%, kas ievērojami palielina materiālu izmaksas. Reiz kādam uzņēmumam, kas ražo automašīnu detaļas, bija jāmaksā par 12 000 juaņu vairāk par katru vienību, jo pulvera tīrīšanas process nebija īpaši efektīvs.
2, pakāpeniska tīrīšanas procedūra: pilnīga procesa kontrole no plaša līdz smalkai
Nozare ir izstrādājusi "trīs{0}}līmeņu tīrīšanas sistēmu", lai palielinātu gan pulvera noņemšanas tempu, gan procesa efektivitāti. Tas ir tāpēc, ka dažādiem drukāšanas posmiem un detaļu kvalitātei ir nepieciešama dažāda veida tīrīšana.
1. Pamata tīrīšana: pulvera pārstrāde drukas nodalījumā
Kad drukāšana ir pabeigta, gabali joprojām ir aprakti pulvera gultnē un jāsavāc ar automatizētu aprīkojumu:
Vakuuma pulvera sūkšanas sistēma: izmanto negatīva spiediena adsorbcijas tehnoloģiju un regulējamas sūkšanas sprauslas, lai ātri uzņemtu pulveri no pulvera slāņa virsmas. Piemēram, noteikta ierīce var atgūt vairāk nekā 95% neizkusušā pulvera, izmantojot daudzpakāpju filtrēšanas sistēmu. Pulvera daļiņu izmēru sadalījums ir tāds pats kā oriģinālajam pulverim.
Tabula vibrācijas pārbaudei: ievietojiet iegūto pulveri atpakaļ vibrējošā ekrānā un izmantojiet augstas{0}}frekvences vibrāciju, lai atdalītu pārāk lielu pulveri. Ultraskaņas vibrējošo ekrānu izmanto noteikts medicīnisko implantu ražotājs, lai paaugstinātu pulvera tīrību līdz 99,9%, kas ir ISO 13485 medicīnas standarts.
2. Starptīrīšana: Atbrīvošanās no pulvera uz virsmas un detaļu porās
Fizikālo un ķīmisko tīrīšanas procedūru sajaukums ir nepieciešams detaļām ar daļiņām uz virsmas un seklās porās:
Tīrīšana ar augstspiediena-strūklu: izmantojiet saspiestu gaisu ar 0,5–0,6 MPa, lai ietītu tāda paša veida metāla daļiņas, un notīriet detaļu virsmu, sasitot tās. Noteikts ortopēdisko implantu izgatavotājs spēja atbrīvoties no 98% poru pulvera starpskriemeļu saplūšanas ierīcē, izsmidzinot to no vairākiem leņķiem. Virsmas raupjums tika samazināts līdz Ra 0, 8 μm.
Tīrīšana ar ultraskaņas vibrācijām: ievietojiet detaļas īpašā tīrīšanas šķīdumā un izmantojiet augstas{0}}frekvences vibrāciju virs 20 kHz, lai pārtrauktu saikni starp pulveri un detaļu virsmu. Ultraskaņas tīrīšanu izmanto viens lidmašīnu dzinēju lāpstiņu ražotājs, lai samazinātu lāpstiņas iekšējā plūsmas kanālā atstātā pulvera daudzumu no 0,5 g līdz 0,02 g.
Tīrīšana ar tvaika vannu: Eļļas traipu un pulvera maisījumu tīrīšanai ar tvaiku izmanto halogenētos ogļūdeņražu organiskos šķīdinātājus. Noteikts uzņēmums, kas ražo transportlīdzekļu pārnesumkārbas vārpstas, izmantoja tvaika pirtis, lai notīrītu detaļas līdz NAS 6. tīrības līmenim.
3. Augstākā līmeņa tīrīšana: dziļa daļiņu noņemšana no sarežģītām konstrukcijas daļām
Aviācijas un kosmosa nozarē ir nepieciešams specializēts aprīkojums, lai pilnībā noņemtu iekšējās daļiņas no lielām un sarežģītām konstrukcijas daļām.
360 grādu vairāku-asu rotējošā platforma tiek darbināta ar servomotoru, un tā vibrē ar augstu frekvenci (līdz 25 reizēm minūtē). Tas par 90% samazina laiku, kas nepieciešams pulvera attīrīšanai no sarežģītiem plūsmas kanāliem, piemēram, dziļiem caurumiem un iekšējiem dobumiem. Piemēram, ar Huashu High Tech FS-PBS-12M rotācijas pulvera tīrīšanas galdu var notīrīt 1530 mm × 1530 mm × 1700 mm sagataves un noņemt 99% pulvera.
Pulvera tīrīšanas sistēma, kas ir droša pret sprādzieniem: degošiem un sprādzienbīstamiem pulveriem, piemēram, titāna un alumīnija pulverim, tai ir pilnībā inertas gāzes aizsardzības konstrukcija, tā reāllaikā uzrauga skābekļa līmeni un ietver trauksmes funkciju. Tuobo Additive TCB-300 sprādziendrošā pulvera tīrīšanas sistēma ir sertificēta valsts iestādēs, un tā var nodrošināt personāla drošību, vienlaikus palielinot pulvera atgūšanas līmeni līdz vairāk nekā 90%.
3. Nozares inovāciju tendence: divi spēki, kas virza pārmaiņas: inteliģence un videi draudzīgums
Metāla 3D drukāšanai kļūstot lielākai un precīzākai, pulvera atlikuma tīrīšanas tehnoloģija parāda divas jaunas tendences:
Inteliģenta tīrīšanas sistēma: izmantojiet digitālo dvīņu tehnoloģiju, lai modelētu pulvera sadali un atrastu labākos tīrīšanas ceļus. Izmantojiet mākslīgā intelekta algoritmus, lai automātiski mainītu vibrācijas frekvenci un injekcijas spiedienu, lai "viena iekārta varētu paveikt daudzas lietas". Piemēram, uzņēmums ir izveidojis inteliģentu pulvera tīrīšanas sistēmu, kas var automātiski izveidot tīrīšanas plānus, pamatojoties uz detaļu CAD modeļiem. Tas padara tīrīšanu par 40% efektīvāku.
Zaļā pulvera otrreizēja pārstrāde: izveidojiet slēgtu{0}}cikla sistēmu visam "pulvera tīrīšanas, sijāšanas, žāvēšanas un pārstrādes" procesam, lai samazinātu pulvera atkritumu daudzumu. Izmantojot pulvera pārstrādes tehnoloģiju, konkrēts aviācijas detaļu ražotājs ir samazinājis katrā detaļā izmantotā pulvera daudzumu par 65% un izdalīto putekļu daudzumu par 90%.
4, Standarti un normas: no tā, ko dara uzņēmumi, līdz tam, par ko vienojas visa nozare
Nozare cenšas izveidot konsekventus standartus, lai risinātu trūkstošo pulvera tīrīšanas prasību problēmu:
ASTM F3301 standarts skaidri norāda, kā klasificēt metāla 3D drukāto priekšmetu virsmu tīrību, un nosaka ierobežojumus pulvera atlikumu daudzumam, ko var atstāt dažādās situācijās.
ISO/ASTM 52921 vadlīnijas: sniedziet pulvera tīrīšanas iekārtu drošas lietošanas instrukcijas, piemēram, kā pārbaudīt skābekļa līmeni un pārliecināties, vai iekārta ir sprādziendroša.
Standarti visam biznesam: piemēram, uzņēmums Huashu High Tech ir izveidojis "Metāla 3D drukas pulvera tīrīšanas tehnisko specifikāciju", kas ietver visus procesa posmus, sākot no pareizā aprīkojuma izvēles līdz pareizo procesa parametru iestatīšanai.