Як видалити порошок з металевих 3D-друкованих деталей зі складною внутрішньою структурою?

一 Технічна складність видалення порошку зі складних внутрішніх систем
Дістатися до конструкції непросто
Складні конструкції, як-от решітчасті опори, мікроканали чи внутрішні порожнини, можуть мати три{0}}вимірний заплутаний розподіл порошкових шляхів, і може бути важко дістатися до всіх звичайними методами видування або вібрації. Пристрій для міжхребцевого спондилодезу, наприклад, може мати товщину більше 20 мм і пористу конструкцію, завдяки чому порошок легко накопичується в глибоких шарах, створюючи «сліпі плями».
Міцне зчеплення порошку
Під час друку за високих температур частинки металевого порошку можуть частково розплавитися або окислитися, утворюючи крихітні групи, які прилипають до внутрішньої частини пор, ускладнюючи їх видалення. Наприклад, порошок титанового сплаву може реагувати з киснем при високих температурах, утворюючи оксидний шар. Завдяки цьому порошок краще прилипає до основи.
Дуже високий ризик для безпеки
Порошки таких металів, як титан і алюміній, можуть спалахнути та вибухнути. Важливо уважно стежити за рівнями кисню та пилу під час процесу видалення порошку, щоб уникнути пожеж або вибухів. Наприклад, титановий порошок у повітрі має нижню межу вибуховості лише 20 г/м³. Стрес
Щоб уникнути перехресного-забруднення, переробка порошку має знайти баланс між чистотою та вартістю. Наприклад, щоб процес був рентабельним, коефіцієнт відновлення кобальтохромових сплавів та інших високо-матеріалів має бути понад 95%.
2, Як видалити стрижневий порошок і технологічне рішення
1. Очищення-струменем високого тиску з багатьох напрямків
Ідея така: загорніть металеві частинки одного типу в стиснене повітря під тиском 0,5–0,6 МПа, нанесіть імпульсний струмінь на частини під різними кутами (наприклад, осі X/Y/Z) і за допомогою ударної сили розірвіть порошок усередині пор.
Приклад використання:
Пристрій для міжхребцевого спондилодезу: розпилювач, що обертається на 360 градусів, використовується для покриття всього шляху порошку від входу до виходу, оскільки він пористий.
Вертлюжна чашка: для покращення ефекту глибокого очищення не-проникаючих поверхонь остеоінтеграції використовуються налаштовані кути сопла (наприклад, косе введення під кутом 45 градусів).
Переваги: ​​дуже добре очищає, і час, необхідний для обробки одного шматка, можна скоротити до менш ніж 10 хвилин. Швидкість відновлення порошку може бути більше 90%.
2. Технологія, яка сприяє течії рідин шляхом їх вібрації
Принцип: частинки порошку перебувають у псевдозрідженому стані через високо-вібрацію (наприклад, 1000–3000 Гц). Це зменшує тертя між частинками та працює з потоком повітря, щоб позбутися порошку.
Приклад використання:
Деталі з тонкими стінками: помістіть деталі на вібраційну платформу та використовуйте резонанс, щоб видалити порошок зі стіни.
Перехресний мікроканал: використання вібрації та адсорбції негативного тиску разом, щоб отримати порошок, щоб осипати та відновити одночасно.
Переваги: ​​добре працює на невеликих конструкціях (наприклад, з отвором менше 1 мм) і не надто пошкоджує поверхні деталей.
3. Очищення ультразвуковими коливаннями
Принцип: Ультразвук створює кавітацію в рідині, що створює мікрострумін, який потрапляє на поверхню порошку та прискорює його розпад або відділення.
Приклад використання: медичні імплантати: ультразвукове очищення виконується в спирті або деіонізованій воді, щоб позбутися залишків порошку та одночасно очистити поверхню.
Високоточні деталі: для покриття порошків із різними розмірами частинок використовуються багато{0}}ультразвукові хвилі (наприклад, комбінація 28 кГц+120кГц).
Переваги: ​​він може позбутися частинок порошку розміром лише кілька мікрон і зробити поверхні менш шорсткими більш ніж на 30% після очищення.
4. Глобальна система очищення, захищена інертним газом
Заповніть герметичний бардачок аргоном або азотом, щоб уникнути проникнення кисню. Використовуйте роботизовану руку, щоб обертати деталі на різних осях і працювати з-розпиленням під високим тиском і вібрацією.
Вибухозахищена порошкова система очищення TCB-100 використовується для безпечного очищення аерокосмічних частин, наприклад внутрішніх каналів охолодження лопаток турбін, у місцях, де немає кисню.
Дуже великі заготовки: автоматична переробка порошку можлива для виробів розміром до 850 × 850 × 1200 мм шляхом підключення спеціальних навантажувачів і обладнання для всмоктування порошку.
Переваги: ​​Інтегрована конструкція та єдина система можуть задовольнити потреби розміру понад 95% заготовок. Сертифікація-вибухозахищеності забезпечує безпеку використання системи.
3, Покращення процесів і стеження за якістю
Порушений план очищення
На стадії грубого очищення більшість порошку швидко видаляється за допомогою розпилення під високим -тиском (зі ступенем відновлення приблизно 80%).
Етап тонкого очищення: ультразвукова або вібраційна флюїдізація використовується, щоб позбутися залишків порошку (зі ступенем відновлення понад 95%).
Етап перевірки: використовуйте комп’ютерну томографію або ендоскопію, щоб переконатися, що пори чисті та вільні від частинок.
Переробка та повторне використання порошку
Просіювання та класифікація: щоб великі частки не впливали на якість друку, сортуйте відновлений порошок за розподілом частинок за розміром (наприклад, D50).<45 μm).
Тестування складу: Використовуйте спектральний аналіз, щоб перевірити, чи розділений хімічний склад порошку. Це дозволить переконатися, що якості повторно використаного порошку будуть такими ж, як і свіжого порошку.
Стандарти охорони праці
Конструкція, яка може витримувати вибухи: ATEX або IECEx повинні сертифікувати обладнання для порошкового очищення, і воно повинно мати системи, які контролюють рівень кисню та знижують тиск у надзвичайних ситуаціях.
Для вашої власної безпеки: оператори повинні використовувати маски N95, анти-статичне спорядження та окуляри, щоб пил не потрапив у їхні легені чи не торкався шкіри.