Czy proces usuwania proszku uszkodzi metalowe części wydrukowane w 3D?

一, Uzasadnienie i potrzeba procesu usuwania proszku
Technologie druku 3D z metalu, takie jak SLM i EBM, pozwalają na tworzenie przedmiotów poprzez topienie warstwy proszku metalicznego na raz. Po wydrukowaniu części są zasypywane jeszcze nie stopionym proszkiem. Jeśli resztki proszków nie zostaną całkowicie usunięte, mogą powodować wiele problemów:
Zagrożenie strukturalne: niedrożność proszku w kanałach chłodzących lub wewnętrznych kanałach przepływowych, która może zatrzymać ucieczkę ciepła i potencjalnie spowodować katastrofy strukturalne;
Utrata wydajności: Pozostałości proszku zmieniają chropowatość powierzchni przedmiotów, co obniża ich odporność na korozję i wytrzymałość zmęczeniową.
Rozsypywanie się proszku może powodować problemy lub niepowodzenia misji w obszarze implantów medycznych lub samolotów.
Zatem usuwanie proszku to nie tylko procedura czyszczenia; jest to również ważny element zapewniający prawidłowe działanie części.
2, Problemy i niebezpieczeństwa uszkodzeń, które pojawiają się podczas procesu usuwania proszku
Usunięcie proszku jest bardzo ważne, ale sam proces jest trudny, a jeśli zostanie wykonany źle, może spowodować uszkodzenie części.
1. Czyszczenie skomplikowanych konstrukcji jest trudne
Proszek ma tendencję do przyczepiania się do metalowych obiektów wydrukowanych w 3D w miejscach takich jak cienkie ściany, wewnętrzne wgłębienia i przecinające się otwory. Na przykład pewien rodzaj głowicy wtryskowej silnika ciekłego tlenu/nafty ma setki rozmieszczonych naprzemiennie otworów wtryskowych. W pewnym momencie stopień czyszczenia pozostałości proszku przy normalnym przepływie powietrza i wibracjach może sięgać nawet 8%. Jeśli wyczyścisz zbyt mocno, cienka ścianka może się wygiąć lub pory mogą pęknąć z powodu zbyt dużego obciążenia mechanicznego.
2. Właściwości proszku i jego działanie podczas zabiegu
zmienne proszki metali mają bardzo zmienną wielkość cząstek, płynność i przyczepność. Na przykład proszek stopu tytanu ma małe cząstki i jest bardzo reaktywny, więc może reagować z powierzchnią części. Z drugiej strony proszek stopowy na bazie niklu- jest dość twardy i może zarysować powierzchnię podczas czyszczenia za pomocą wibracji. Niebezpieczeństwo szkód znacznie wzrasta, jeśli zostanie zastosowana niewłaściwa metoda usuwania proszku (taka jak przepływ powietrza, wibracje, ultradźwięki itp.) w zależności od właściwości proszku.
3. Wady robienia rzeczy ręcznie
Ręczne czyszczenie dużych i precyzyjnych elementów jest mało skuteczne i trudne do wykonania. Na przykład duże części konstrukcyjne w sektorze lotniczym mają zarówno małe, jak i duże rury wewnętrzne. Jeśli potrząśniesz nimi lub wibrujesz je ręcznie, mogą się poruszyć lub spowodować zbyt duże naprężenie w jednym miejscu, co może spowodować pęknięcia. Ponadto, jeśli operatorzy nie będą używać odpowiedniego sprzętu ochronnego, podczas wykonywania pracy mogą wdychać proszek metalowy, co jest szkodliwe dla ich zdrowia.
3, Kroki podjęte w branży w celu zatrzymania i kontroli szkód
W branży opracowano szereg standardowych i inteligentnych metod zmniejszających ryzyko uszkodzenia podczas procedury usuwania proszku.
1. Optymalizacja projektu: od początku ułatwiaj czyszczenie
Projekt zapewniający przejrzystość: Uwzględnij potrzeby czyszczenia w fazie projektowania, w tym popraw kąty wylotów kanałów i zwiększ układ otworów wylotowych, aby proszek mógł przepływać w sposób naturalny. Zmieniając parametry konstrukcyjne, w studium przypadku głowicy wtryskowej silnika, ilość pozostałości proszku obniżono do mniej niż 1%.
Ulepszanie konstrukcji wsporczej: W podwieszonych sekcjach należy wykonać konstrukcje wsporcze, które można łatwo zdemontować, tak aby czyszczenie nie dotykało tak bardzo części. Na przykład Desktop Metal wykorzystuje technologię rozdzielanego wspornika ceramicznego, aby zapobiec sklejaniu się wspornika i części podczas procesu spiekania.
2. Nowe sposoby działania: Spraw, aby czyszczenie było szybsze i dokładniejsze
System automatycznego czyszczenia proszku: system TCB-100 firmy Zhejiang Tuobo szybko i łatwo czyści ogromne sekcje proszku, wykorzystując połączenie trójwymiarowego obrotu o 360-stopni, wibracji i przepływu powietrza pod wysokim ciśnieniem. Zmniejsza to potrzebę wykonywania pracy przez ludzi. Technika ta może zaoszczędzić czas czyszczenia o 90% i zmniejszyć ryzyko uszkodzenia części.
Ultradźwięki i wstrząsy gazem obojętnym: w przypadku przedmiotów precyzyjnych-wibracje ultradźwiękowe o niskiej częstotliwości i wstrząs gazem obojętnym pozwalają pozbyć się bardzo małej ilości resztek proszku bez uszkodzenia powierzchni. Na przykład podczas wykonywania implantów ortopedycznych częstotliwość czyszczenia ultradźwiękowego musi być dostosowana dokładnie do wielkości cząstek proszku, aby uniknąć zbyt dużej siły uderzenia pęcherzyków.
3. Wykrywanie i informacja zwrotna: system-zamkniętej pętli zapewniający jakość czyszczenia
Technologia wykrywania CT: Po czyszczeniu przemysłowa tomografia komputerowa skanuje wnętrza części w celu wykrycia pozostałości proszku lub problemów strukturalnych. Dzięki mechanizmowi sprzężenia zwrotnego CT pewna firma z branży lotniczej podniosła wskaźnik pozytywnego rozliczenia z 70% do 99%.
Tworzenie bazy danych: Skonfiguruj bazę danych zawierającą informacje na temat różnych materiałów, czynników geometrycznych i technik czyszczenia, aby w przyszłości produkcja mogła przebiegać według tych samych wytycznych. Na przykład firma Liantai Technology stworzyła pakiet parametrów procesu czyszczenia dla technologii SLM, który współpracuje z materiałami takimi jak stop tytanu i stop aluminium.