Kommer pulverborttagningsprocessen att skada 3D-utskrivna metalldelar?

一, motiveringen och behovet av pulverborttagningsprocessen
Metall 3D-utskriftstekniker som SLM och EBM bygger föremål genom att smälta metallpulver ett lager i taget. Efter tryckning begravs delarna i pulvret som ännu inte har smält. Om dessa överblivna pulver inte är helt rensade kan de orsaka många problem:
Strukturell fara: Pulverblockering i kylkanaler eller interna flödeskanaler, som kan stoppa värme från att strömma ut och potentiellt orsaka strukturella katastrofer;
Prestandaförlust: Pulverrester ändrar grovheten på föremålens ytor, vilket minskar deras korrosionsbeständighet och utmattningshållfasthet.
Pulveravfall kan orsaka problem eller misslyckande i uppdraget inom medicinska implantat eller flygplan.
Så att ta bort pulvret är inte bara en rengöringsprocedur; det är också en viktig komponent för att se till att delarna fungerar korrekt.
2, Problem och faror för skador som uppstår under pulverborttagningsprocessen
Att ta bort pulvret är mycket viktigt, men själva processen är svår, och om det görs fel kan det skada delarna.
1. Rengöring av komplicerade strukturer är svårt
Pulver tenderar att fästa på 3D-utskrivna metallobjekt på platser som tunna väggar, inre urtag och hål som korsar varandra. Till exempel har en viss typ av insprutningshuvud för flytande syre/fotogen hundratals förskjutna insprutningshål. Vid ett tillfälle kan den kvarvarande pulvermängden vid rengöring med normalt luftflöde och vibrationer vara så hög som 8 %. Om du rengör den för hårt kan den tunna väggen böjas eller så kan poren gå sönder på grund av för mycket mekanisk belastning.
2. Pulvrets egenskaper och hur väl de fungerar med proceduren
variabla metallpulver har mycket varierande partikelstorlekar, flytbarhet och vidhäftning. Till exempel har titanlegeringspulver små partiklar och är mycket reaktivt, så det kan reagera med ytan på delar. Nickelbaserat-legeringspulver är däremot ganska hårt och kan repa ytan vid rengöring med vibrationer. Faran för skador kommer att öka mycket om fel pulverborttagningsmetod (såsom luftflöde, vibrationer, ultraljud etc.) används baserat på pulvrets egenskaper.
3. Nackdelar med att göra saker för hand
Att rengöra stora eller exakta bitar för hand är inte särskilt effektivt och svårt att göra bra. Till exempel har stora strukturella delar inom flygsektorn både små och stora inre rör. Om du skakar eller vibrerar dem för hand kan de röra sig eller belasta ett område för mycket, vilket kan orsaka sprickor. Dessutom, om operatörer inte använder rätt skyddsutrustning, kan de andas in metallpulver medan de utför arbetet, vilket är dåligt för deras hälsa.
3, Åtgärder som vidtagits i branschen för att stoppa och kontrollera skador
Branschen har tagit fram ett antal standardiserade och smarta metoder för att minska risken för skador under pulverborttagningsproceduren.
1. Designoptimering: Gör det lättare att rengöra från början
Design för röjbarhet: Inkludera rengöringsbehov i designfasen, inklusive att göra vinklarna på kanalutloppen bättre och utformningen av avgashålen större så att pulver kan flöda naturligt. Genom att ändra designparametrarna sänktes mängden pulverrester i en fallstudie av ett motorinsprutningshuvud till mindre än 1 %.
Förbättring av stödstrukturen: Gör stödstrukturer i de upphängda sektionerna som är lätta att ta av så att rengöringen inte rör delarna lika mycket. Till exempel använder Desktop Metal separerbar keramisk stödteknik för att hålla stödet och delarna från att klibba ihop under sintringsprocessen.
2. Nya sätt att göra saker: Gör städningen snabbare och mer exakt
System för att rengöra pulver automatiskt: TCB-100-systemet från Zhejiang Tuobo rengör stora delar av pulver snabbt och enkelt genom att använda en kombination av 360-graders tredimensionell rotation, vibration och högtrycksluftflöde. Detta minskar behovet för människor att utföra arbetet. Denna teknik kan spara rengöringstid med 90 % och minska risken för att skada delar.
Ultraljud och inert gaschock: För precisionsartiklar kan låg-ultraljudsvibrationer och inert gaschock bli av med en mycket liten mängd överblivet pulver utan att skada ytan. Till exempel, när man gör ortopediska implantat, måste ultraljudsrengöringsfrekvensen justeras exakt till storleken på pulverpartiklarna för att undvika för mycket bubbelslagkraft.
3. Detektering och återkoppling: ett slutet-system för rengöringskvalitet
CT-detektionsteknologi: Efter rengöring skannar industriell CT insidan av delarna för att hitta eventuella pulverrester eller strukturella problem. Genom en CT-återkopplingsmekanism har ett visst flygföretag höjt genomgångsgraden från 70 % till 99 %.
Bygga upp en databas: Sätt upp en databas med information om olika material, geometriska faktorer och rengöringstekniker så att eventuell framtida produktion kan följa samma riktlinjer. Till exempel har Liantai Technology gjort ett parameterpaket för rengöringsprocesser för SLM-teknik som fungerar med material som titanlegering och aluminiumlegering.