Hur rengör man pulverrester efter 3D-utskrift av metall?

一, Det största problemet med att rengöra överblivet pulver är tre-striden mellan teknik, säkerhet och kostnad.
Problemet med pulverrengöring vid 3D-utskrift av metall uppstår från dess distinkta processattribut. Till exempel, med selektiv lasersmältningsteknik (SLM) smälter en laser och bygger upp metallpulver för att skapa en tredimensionell struktur. Däremot kommer pulver som inte har smält helt fast på ytan av delen eller stanna kvar i porerna inuti. Om dessa överblivna granulat inte är helt rensade kommer de att orsaka tre stora problem:
Problem med prestanda: Restpulver kan blockera inre flödeskanaler, sänka delarnas densitet och till och med orsaka spänningar som kan byggas upp, vilket kan leda till sprickor. Om det till exempel finns kvar pulver på turbinbladen på en flygplansmotor, kan dess livslängd halveras eller mer.
Säkerhetsrisk: Aktiva metallpulver som titanpulver och aluminiumpulver kan lätt oxidera i luften, vilket kan få dem att explodera. Statistik visar att 32 % av säkerhetsolyckorna i metallverkstäder för 3D-utskrift inträffar på grund av att pulvret inte rengörs ordentligt.
Kostnaderna är utom kontroll: Att rengöra stora delar för hand tar dussintals timmar och pulveråtervinningsgraden är mindre än 60 %, vilket gör att materialkostnaderna ökar mycket. En gång fick ett visst företag som tillverkar bilkomponenter betala 12 000 yuan mer för varje enhet eftersom pulverreningsprocessen inte var särskilt effektiv.
2, stegvis rengöringsprocedur: full kontroll över processen från bred till fin
Branschen har tagit fram ett "rengöringssystem i tre-nivåer" för att öka både hastigheten med vilken pulver avlägsnas och effektiviteten i processen. Detta beror på att olika trycksteg och delkvaliteter kräver olika typer av rengöring.
1. Grundrengöring: återvinningspulver i tryckfacket
När utskriften är klar ligger bitarna fortfarande begravda i pulverbädden och måste samlas in med automatiserad utrustning:
Vakuumpulversugsystem: använder undertrycksadsorptionsteknik och justerbara sugmunstycken för att snabbt plocka upp pulver från pulverbäddens yta. Till exempel kan en viss enhet få tillbaka mer än 95 % av det osmälta pulvret med hjälp av ett flerstegsfiltreringssystem. Storleksfördelningen på pulverpartiklarna är densamma som originalpulvret.
Tabell för vibrationsscreening: Lägg tillbaka pulvret du fick i en vibrerande skärm och använd högfrekventa vibrationer för att separera pulvret som är för stort. En ultraljudsvibrerande skärm används av en viss tillverkare av medicinska implantat för att höja pulvrets renhet till 99,9 %, vilket är den medicinska standarden ISO 13485.
2. Mellanrengöring: Att bli av med pulvret på ytan och i delarnas porer
En blandning av fysiska och kemiska rengöringsmetoder behövs för delar med partiklar på ytan och i grunda porer:
Högtrycksrengöring med-stråle: Använd tryckluft vid 0,5–0,6 MPa för att linda in samma typ av metallpartiklar och rengör ytan på delarna genom att slå på dem. En viss ortopedisk implantattillverkare kunde bli av med 98 % av porpulvret i den intervertebrala fusionsanordningen genom att spraya det från flera vinklar. Ytråheten skars ner till Ra 0,8 μm.
Rengöring med ultraljudsvibrationer: Lägg bitarna i en specifik rengöringslösning och använd hög-vibrationer över 20 kHz för att bryta bindningen mellan pulvret och delarnas yta. Ultraljudsrengöring används av en tillverkare av flygmotorblad för att sänka mängden pulver som finns kvar i bladets inre flödeskanal från 0,5 g till 0,02 g.
Rengöring med ångbad: Halogenerade kolväten organiska lösningsmedel används för ångrengöring av oljefläckar och pulverblandningar. Ett visst företag som tillverkar axlar för fordonsväxellåda använde ångbad för att rengöra delarna till NAS nivå 6 renhet.
3. Rengöring på högre nivå: Djupt borttagning av partiklar från insidan av komplicerade strukturella delar
Inom flygsektorn behövs specialutrustning för att helt ta bort inre partiklar från stora och komplicerade strukturella delar.
Den 360 graders fleraxliga roterande plattformen drivs av en servomotor och vibrerar med hög frekvens (upp till 25 gånger per minut). Detta minskar tiden det tar att rensa upp pulver från komplexa flödeskanaler som djupa hål och inre hålrum med 90 %. Huashu High Tech FS-PBS-12M roterande pulverrengöringsbord kan till exempel rengöra arbetsstycken som är 1530 mm × 1530 mm × 1700 mm och ta bort 99 % av pulvret.
Pulverrengöringssystem som är säkert från explosioner: För brännbara och explosiva pulver som titan och aluminiumpulver har det en helt inert gasskyddsdesign, håller ett öga på syrenivån i realtid och inkluderar en larmfunktion. Tuobo Additive TCB-300 Explosionssäkert pulverrengöringssystem är certifierat av nationella myndigheter och kan hålla personalen säker samtidigt som pulveråtervinningsgraden ökar till över 90 %.
3. Industriinnovationstrend: Två krafter som driver förändring: intelligens och grönare
När 3D-utskrift av metall blir större och mer exakt visar teknologin för restpulverrengöring två nya trender:
Intelligent rengöringssystem: Använd digital tvillingteknik för att simulera pulverdistribution och hitta de bästa rengöringsvägarna. Använd AI-algoritmer för att automatiskt ändra vibrationsfrekvens och insprutningstryck, så att "en maskin kan göra många saker." Till exempel har ett företag byggt ett intelligent pulverreningssystem som automatiskt kan göra städplaner baserade på CAD-modeller av delar. Detta gör städningen 40 % effektivare.
Återvinning av grönt pulver: Skapa ett sluten-slingsystem för hela processen med "pulverrengöring, silning, torkning och återvinning" för att minska pulveravfallet. Med hjälp av pulveråtervinningsteknik har en viss tillverkare av flygdelar minskat mängden pulver som används i varje del med 65 % och mängden damm som frigörs med 90 %.
4, Standarder och normer: från vad företag gör till vad hela branschen är överens om
Branschen driver på för att skapa konsekventa standarder för att hantera problemet med uteblivna krav på pulverrengöring:
ASTM F3301-standarden gör det tydligt hur man klassificerar renheten på 3D-utskrivna metallytor och sätter gränser för mängden pulverrester som kan lämnas kvar i olika situationer.
ISO/ASTM 52921 riktlinjer: Ge säkra bruksanvisningar för utrustning för rengöring av pulver, till exempel hur man kontrollerar syrenivåer och ser till att utrustningen är explosionssäker-.
Standarder för hela verksamheten: Till exempel har Huashu High Tech skapat den "tekniska specifikationen för metall 3D Printing Powder Cleaning", som inkluderar alla steg i processen, från att välja rätt utrustning till att ställa in rätt processparametrar.