Чи пошкодить процес видалення порошку металеві 3D-друковані частини?

一, Обґрунтування та необхідність процесу видалення порошку
Технології тривимірного друку металу, такі як SLM і EBM, створюють елементи шляхом плавлення металевого порошку по одному шару за раз. Після друку деталі засипаються в порошок, який ще не розтанув. Якщо ці залишки порошку не очистити повністю, вони можуть спричинити багато проблем:
Структурна небезпека: закупорка порошком у каналах охолодження або внутрішніх каналах потоку, що може перешкоджати виходу тепла та потенційно викликати структурні катастрофи;
Втрата продуктивності: залишки порошку змінюють шорсткість поверхонь предметів, що знижує їх стійкість до корозії та втомну міцність.
Осипання порошку може спричинити проблеми або провалити місію в області медичних імплантатів або літаків.
Отже, видалення пудри - це не просто процедура очищення; це також важлива складова забезпечення належної роботи деталей.
2. Проблеми та небезпека пошкодження, які виникають під час процесу видалення порошку
Видалення порошку дуже важливе, але сам процес складний, і якщо його зробити неправильно, можна пошкодити деталі.
1. Очищення складних конструкцій важке
Порошок зазвичай прикріплюється до металевих 3D-друкованих об’єктів у таких місцях, як тонкі стінки, внутрішні виїмки та отвори, які перетинають одне одного. Наприклад, певний тип інжекторної головки двигуна з рідким киснем/гасом має сотні розташованих у шаховому порядку отворів для вприскування. В один момент рівень залишкового порошку при очищенні за допомогою нормального потоку повітря та вібрації може досягати 8%. Якщо ви чистите його занадто сильно, тонка стінка може зігнутися або пора може розірватися через занадто сильне механічне навантаження.
2. Властивості порошку і наскільки добре вони працюють з процедурою
змінні металеві порошки мають дуже різні розміри частинок, сипучість і адгезію. Наприклад, порошок титанового сплаву має дрібні частинки та дуже реакційноздатний, тому він може реагувати з поверхнею деталей. З іншого боку, порошок сплаву на основі нікелю досить твердий і може подряпати поверхню під час чищення вібрацією. Небезпека шкоди значно зросте, якщо використовуватиметься неправильний метод видалення порошку (наприклад, повітряний потік, вібрація, ультразвук тощо), виходячи з властивостей порошку.
3. Недоліки виконання речей своїми руками
Очищення великих або точних предметів вручну не дуже ефективно, і це важко зробити добре. Наприклад, великі структурні частини в аерокосмічному секторі мають як маленькі, так і великі внутрішні труби. Якщо ви трясете або вібруєте їх вручну, вони можуть рухатися або сильно навантажувати одну ділянку, що може спричинити тріщини. Крім того, якщо оператори не використовують належне захисне спорядження, вони можуть вдихати металевий порошок під час виконання роботи, що шкідливо для їх здоров’я.
3. Заходи, вжиті в галузі, щоб зупинити та контролювати пошкодження
Промисловість винайшла ряд стандартизованих і розумних методів, щоб знизити небезпеку пошкодження під час процедури видалення порошку.
1. Оптимізація дизайну: спростіть очищення з самого початку
Дизайн для прозорості: включіть потреби в очищенні на етапі проектування, включаючи покращення кутів вихідних отворів каналів і збільшення розташування випускних отворів, щоб порошок міг текти природним чином. Завдяки зміні конструктивних параметрів кількість залишків порошку в дослідженні інжекторної головки двигуна було знижено до менше 1%.
Удосконалення опорної конструкції: зробіть опорні конструкції в підвісних секціях, які легко знімати, щоб очищення не торкалося деталей. Наприклад, Desktop Metal використовує технологію роздільної керамічної опори, яка запобігає злипанню опори та деталей під час процесу спікання.
2. Нові способи роботи: зробіть прибирання швидшим і точнішим
Система автоматичного очищення порошку: система TCB-100 від Zhejiang Tuobo швидко та легко очищає величезні шматки порошку за допомогою комбінації тривимірного обертання на 360-градусів, вібрації та потоку повітря під високим тиском. Це зменшує потребу людей виконувати роботу. Ця техніка може заощадити час очищення на 90% і знизити ймовірність пошкодження деталей.
Ультразвуковий удар і удар інертним газом: для точних предметів ультразвукова-низька частота вібрації та удар інертним газом можуть позбутися дуже невеликої кількості залишків порошку, не пошкоджуючи поверхню. Наприклад, під час виготовлення ортопедичних імплантатів частоту ультразвукового очищення потрібно точно регулювати відповідно до розміру частинок порошку, щоб уникнути надто великої сили удару бульбашки.
3. Виявлення та зворотний зв’язок: замкнута-система для якості очищення
Технологія виявлення КТ: після очищення промисловий КТ сканує внутрішню частину деталей, щоб виявити будь-які залишки порошку або структурні проблеми. За допомогою механізму зворотного зв’язку CT певна аерокосмічна компанія підвищила рівень проходження клірингу з 70% до 99%.
Створення бази даних: створіть базу даних з інформацією про різні матеріали, геометричні фактори та методи очищення, щоб будь-яке майбутнє виробництво могло слідувати тим самим інструкціям. Наприклад, Liantai Technology розробила пакет параметрів процесу очищення для технології SLM, яка працює з такими матеріалами, як титановий сплав і алюмінієвий сплав.