Jak vyčistit zbytkový prášek po kovovém 3D tisku?

一, Hlavním problémem při čištění zbytkového prášku je tří{0}}boj mezi technologií, bezpečností a cenou.
Problém čištění práškem při 3D tisku kovů vyplývá z jeho odlišných vlastností procesu. Například pomocí technologie selektivního laserového tavení (SLM) laser taví a vytváří kovový prášek, aby vytvořil trojrozměrnou strukturu. Avšak prášek, který se úplně nerozpustil, se přilepí na povrch součásti nebo zůstane v pórech uvnitř. Pokud tyto zbytky granulí nejsou zcela vyčištěny, způsobí tři velké problémy:
Problémy s výkonem: Zbytkový prášek může ucpat vnitřní průtokové kanály, snížit hustotu dílů a dokonce způsobit nahromadění napětí, které může vést k prasklinám. Pokud je například na lopatkách turbínového motoru zbytky prášku, jeho životnost se může zkrátit na polovinu nebo více.
Riziko pro bezpečnost: Prášky aktivních kovů, jako je titanový prášek a hliníkový prášek, mohou na vzduchu snadno oxidovat, což může způsobit jejich explozi. Statistiky ukazují, že 32 % bezpečnostních nehod v dílnách na kovový 3D tisk se stane, protože prášek není správně vyčištěn.
Náklady jsou mimo kontrolu: Ruční čištění velkých dílů trvá desítky hodin a míra regenerace prášku je nižší než 60 %, což značně zvyšuje náklady na materiály. Jednou musela jistá společnost, která vyrábí komponenty pro automobily, zaplatit za každou jednotku o 12 000 juanů více, protože proces čištění práškem nebyl příliš účinný.
2, Postupné čištění: plná kontrola procesu od širokého k jemnému
Průmysl přišel s „tří{0}}úrovňovým čisticím systémem“, který zvyšuje rychlost odstraňování prášku a efektivitu procesu. Důvodem je to, že různé fáze tisku a kvalita součástí vyžadují různé typy čištění.
1. Základní čištění: recyklace prášku v tiskovém prostoru
Po dokončení tisku jsou kusy stále pohřbeny v práškovém loži a je třeba je shromáždit pomocí automatického zařízení:
Vakuový systém sání prášku: využívá technologii podtlakové adsorpce a nastavitelné sací trysky k rychlému nasávání prášku z povrchu práškového lože. Například určité zařízení dokáže pomocí vícestupňového filtračního systému získat zpět více než 95 % neroztaveného prášku. Distribuce velikosti částic prášku je stejná jako u původního prášku.
Stůl pro vibrační prosévání: Získaný prášek vložte zpět na vibrační síto a pomocí vysokofrekvenčních{0}}vibrací oddělte prášek, který je příliš velký. Ultrazvukové vibrační síto používá jistý výrobce lékařských implantátů ke zvýšení čistoty prášku na 99,9 %, což je lékařská norma ISO 13485.
2. Mezičištění: Zbavení prášku na povrchu a v pórech dílů
U dílů s částicemi na povrchu a v mělkých pórech je zapotřebí kombinace fyzikálních a chemických čisticích postupů:
Čištění vysokotlakým proudem: Použijte stlačený vzduch o tlaku 0,5–0,6 MPa k obalení stejného typu kovových částic a očistěte povrch dílů údery. Jistému výrobci ortopedických implantátů se podařilo zbavit 98 % prášku z pórů v zařízení pro meziobratlovou fúzi tím, že jej nastříkal z více úhlů. Drsnost povrchu byla snížena na Ra 0,8 μm.
Čištění ultrazvukovými vibracemi: Vložte kusy do specifického čisticího roztoku a použijte vysokofrekvenční -vibrace nad 20 kHz, abyste narušili vazbu mezi práškem a povrchem součástí. Ultrazvukové čištění používá jeden výrobce lopatek leteckých motorů ke snížení množství prášku zbylého ve vnitřním průtokovém kanálu lopatky z 0,5 g na 0,02 g.
Čištění parní lázní: Halogenovaná uhlovodíková organická rozpouštědla se používají k parnímu čištění olejových skvrn a práškových směsí. Jistá společnost, která vyrábí hřídele převodovek vozidel, používala parní lázně k čištění dílů na úroveň čistoty NAS 6.
3. Čištění na vyšší úrovni: Hloubkové odstranění částic z vnitřku komplikovaných konstrukčních dílů
V leteckém průmyslu je zapotřebí specializovaného vybavení pro úplné odstranění vnitřních částic z velkých a komplikovaných konstrukčních dílů.
Víceosá otočná platforma o 360°-pohání servomotor a vibruje vysokou frekvencí (až 25krát za minutu). To zkracuje čas potřebný k vyčištění prášku ze složitých průtokových kanálů, jako jsou hluboké díry a vnitřní dutiny, o 90 %. Například rotační práškový čisticí stůl Huashu High Tech FS-PBS-12M dokáže vyčistit obrobky o rozměrech 1530 mm × 1530 mm × 1700 mm a odstranit 99 % prášku.
Práškový čistící systém, který je bezpečný před výbuchy: Pro hořlavé a výbušné prášky, jako je titanový a hliníkový prášek, má design plně chráněný inertním plynem, sleduje hladinu kyslíku v reálném čase a obsahuje funkci alarmu. Práškový čisticí systém Tuobo Additive TCB-300 s ochranou proti explozi je certifikován národními úřady a může zajistit bezpečnost personálu a zároveň zvýšit míru regenerace prášku na více než 90 %.
3. Trend inovací v odvětví: Dvě síly, které řídí změnu: inteligence a ekologizace
Jak se kovový 3D tisk zvětšuje a zpřesňuje, technologie čištění zbytkového prášku ukazuje dva nové trendy:
Inteligentní čisticí systém: Použijte technologii digitálního dvojčete k simulaci distribuce prášku a nalezení nejlepších cest čištění. Použijte algoritmy AI k automatické změně frekvence vibrací a vstřikovacího tlaku, takže „jeden stroj může dělat mnoho věcí“. Například společnost vybudovala inteligentní systém čištění prášku, který dokáže automaticky vytvářet plány čištění na základě CAD modelů dílů. Díky tomu je čištění o 40 % účinnější.
Recyklace zeleného prášku: Vytvořte uzavřený-systém pro celý proces „práškového čištění, třídění, sušení a recyklace“, abyste snížili množství odpadu z prášku. Pomocí technologie recyklace prášku snížil konkrétní výrobce leteckých dílů množství prášku použitého v každém dílu o 65 % a množství uvolněného prachu o 90 %.
4, Normy a normy: od toho, co dělají podniky, až po to, na čem se shoduje celé odvětví
Průmysl tlačí na vytvoření konzistentních standardů, které by se vypořádaly s problémem chybějících požadavků na čištění prášku:
Norma ASTM F3301 objasňuje, jak klasifikovat čistotu povrchů kovových 3D tištěných předmětů, a stanovuje limity pro množství zbytků prášku, které mohou v různých situacích zůstat.
Pokyny ISO/ASTM 52921: Poskytněte bezpečné provozní pokyny pro zařízení na čištění prášku, například jak zkontrolovat hladinu kyslíku a ujistit se, že je zařízení-nevýbušné.
Normy pro celé podnikání: Například společnost Huashu High Tech vytvořila „Technickou specifikaci pro práškové čištění kovů 3D tiskem“, která zahrnuje všechny kroky procesu, od výběru správného zařízení až po nastavení správných parametrů procesu.