Existuje rozdíl v metodě odstraňování prášku u kovových tištěných dílů vyrobených z různých materiálů?

一, Základní logika procesu odstraňování částic je založena na kvalitách materiálu.
1. Titanová slitina: vysoká aktivita vyžaduje ochranu před inertním prostředím
Když se slitiny titanu (například Ti6Al4V) zahřejí, mohou reagovat s kyslíkem a dusíkem a vytvořit tvrdý, křehký oxidový povlak. Velikost částic jeho prášku se normálně udržuje mezi 15 a 53 μm, pokud je však hodně drobného prášku (<20 μm), it can clump together and leave behind more residue. When taking out powder, you should use an inert gas protection system, such the Tuobo TCB-100 explosion-proof powder cleaning equipment. This system replaces the air within the box with nitrogen or argon gas to keep the oxygen level below 50ppm and stop the powder from oxidising and catching fire on its own. To clean porous structure implants like intervertebral fusion devices, you should use 0.5–0.6MPa compressed air to wrap the same type of metal particles. This will ensure that the rate of powder removal inside the pores is at least 99.5%.
2. Nerezová ocel: Nekoroduje, lze ji proto čistit chemikáliemi.
Prášek z nerezové oceli 316L obsahuje chrom, díky kterému je odolný vůči chemické korozi a umožňuje jeho čištění v několika krocích. Například takto jeden výrobce letadel čistí lopatky svých motorů: vysokotlakým vodním paprskem (15 MPa), aby se nejprve zbavil povrchového prášku, poté alkalickým čisticím roztokem (pH{4}}) namočeným po dobu 2 hodin, aby se rozpustila organická hmota, poté ultrazvukovým čištěním (40 kHz, 10 minut), aby se vytřepaly všechny zbývající póry vodou (80 stupňů a nakonec se oplachovaly vzduchem a poté se oplachovaly horkou vodou). Aby se zabránilo důlkové korozi, musí mít čisticí roztok u přesných dílů hladinu chloridových iontů nižší než 25 ppm.
3. Hliníková slitina: Nízký bod tání ztěžuje mechanické čištění.
Hliníková slitina AlSi10Mg se taví při pouhých 577 stupních a typické vibrační čištění může rychle změnit tvar dílů. Společnost EOS přišla s procesem „měkká škrabka + nízko{4}}foukání při nízké teplotě“. Během fáze pokládání prášku se používá silikonová škrabka (teplotní odolnost menší nebo rovna 80 stupňům), aby se snížilo rozstřikování. Po dokončení tisku se použije čištění sněhovým paprskem CO₂ (teplota -78,5 stupně ) k odstranění prášku nárazem pevných částic, přičemž se zabrání koncentraci tepelného stresu. Aby se tenkostěnné konstrukce, jako jsou žebra chladiče, nerozpadly, měl by být foukací tlak udržován pod 0,2 MPa.
2, Typ struktury řídí různé typy technologie odstraňování částic.
1. Porézní struktura: nástřik v jednom směru a Hooverova adsorpce spolupracující
Porézní vrstva na ortopedických implantátech, včetně acetabulárních jamek, je obvykle tlustá méně než 3 mm, proto je nutné je čistit z více úhlů. Stříkání v šesti různých orientacích (0 stupňů, 60 stupňů, 120 stupňů, 180 stupňů, 240 stupňů a 300 stupňů) na budovy, které lze vidět skrz, sníží množství zanechaného prášku z 8,2 mg/cm² na 0,3 mg/cm². Technologie vakuové adsorpce by se měla používat ve spojení s konstrukcemi, které nejsou propustné. Například lékařská společnost používá podtlakové odsávací zařízení prášku (se stupněm vakua -80 kPa) a přípravek, který se může otáčet o 360 stupňů, aby se dosáhlo rychlosti regenerace prášku 98,7%.
2. Tenkostěnná-struktura: čištění s nízkým namáháním a podporou konstrukce
Lopatky leteckých motorů mají obecně tloušťku menší než 1 mm a při odstraňování prášku je třeba mít pod kontrolou mechanické namáhání. Technologie „elektrostatická adsorpce + vedení proudění vzduchu“ používaná společností GE funguje takto: na tiskovou platformu se nanese vodivý povlak a prášek se přilepí na povrch povlaku prostřednictvím elektrostatického pole. Poté se použije laminární proudění vzduchu (rychlost proudění 0,5 m/s) k foukání podél povrchu lopatky, aby se zabránilo vibracím. Pro komplikované struktury vnitřních dutin je nutné vytvořit unikátní přípravky. Například určitý typ turbínového kotouče má jádrový hřídel, který lze vyjmout. To pomáhá prášku vyjít pomocí odstředivé síly, kterou vytváří hřídel jádra, když se otáčí.
3. Fyzická struktura: Dobré pro recyklaci a udržení prachu
Při odstraňování prášku z velkých pevných předmětů, jako jsou válce motorů automobilů, musíte najít rovnováhu mezi účinností a ochranou životního prostředí. Ultra{1}}velký stroj na čištění prášku Tuobo (nosnost 1 000 kg) používá k čištění prášku kombinaci „vibrační prosévání + klasifikace proudění vzduchu“. Nejprve prášek uvolní vibrační motor (frekvence 25 Hz) a poté cyklonový separátor (velikost řezných částic 5 μm) shromažďuje použitelný prášek. Nakonec sáčkový filtr (účinnost filtrace 99,99 %) zachytí ultrajemný prach. Tato metoda splňuje emisní předpisy PM2,5 a regeneruje 95 % prášku.
3, Riziko procesu podporuje modernizaci technologie odstraňování částic.
1. Riziko oxidace prášku: uzavřený-systém recyklace
Po 15násobném použití prášku z titanové slitiny se koncentrace kyslíku zvýší z 0,08 % na 0,25 %. Díky tomu budou díly o 40 % slabší z hlediska únavové pevnosti. Společnost Siemens vytvořila uzavřený-systém pro správu prášku, který využívá inertní plyn k udržení bezpečnosti dopravního potrubí. → Použití metody laserové difrakce k online zjištění velikosti částic prášku (přesnost 0,1 μm) → broušení a loupání pomocí proudění vzduchu pro prášky s tloušťkou vrstvy oxidu větší než 2 μm → opětovné prosévání (150 μm síto) a opětovné použití. Tato technologie zvyšuje míru využití prášku na 92 ​​% a udržuje koncentraci kyslíku v součástech na méně než nebo rovné 0,13 %.
2. Riziko zbytkového napětí: synergie tepelného zpracování pro odstranění prášku
Po vytištění může zbytkové napětí ve slitině na bázi niklu Inconel 718 dosahovat hodnoty až 300 MPa. Pokud při odstraňování prášku správně nezatížíte vibrace, snadno byste mohli mít praskliny. Jistá letecká společnost používá proces „odstranění prášku při nízké teplotě + ošetření stárnutím“. Nejprve se díly ochladí v kapalném dusíku na -196 stupňů, aby se uvolnilo 50 % zbytkového napětí. Poté se k odstranění prášku použije nízkotlaké foukání při 0,3 MPa. Nakonec se provádí ošetření stárnutím při 720 stupních po dobu 8 hodin, aby se napětí ještě více snížilo, na méně než 50 MPa. Procento kvalifikace dílů se díky tomuto přístupu zvýšilo ze 78 % na 95 %.
3. Rizika biologické bezpečnosti: předpisy pro dezinfekci zdravotnického vybavení
Ortopedické implantáty musí splňovat kritéria biokompatibility ISO 10993, a když je prášek pryč, musí být schopny:
Zbylý prášek: 0,1 mg na kus
Endotoxin z bakterií<0.25EU/mL
Úroveň 1 nebo nižší pro cytotoxickou reakci
Jistá lékařská společnost používá tří{0}}krokový proces čištění:
Opláchněte čistou vodou (vodivost menší nebo rovna 1,3 μS/cm)
Namočte do 75% etanolu na 30 minut při 60 stupních.
Sterilizace ethylenoxidem (800 mg/l, 6 hodin)
Po testování může tato technika zaručit, že všechny produkty jsou bezpečné pro biologickou bezpečnost.