Kako očistiti zaostali prah nakon 3D štampanja metala?

一, Glavni problem sa čišćenjem ostataka praha je trosmjerna-borba između tehnologije, sigurnosti i cijene.
Problem čišćenja praha u metalnoj 3D štampi proizlazi iz njegovih posebnih svojstava procesa. Na primjer, sa tehnologijom selektivnog laserskog topljenja (SLM), laser se topi i stvara metalni prah kako bi napravio trodimenzionalnu strukturu. Međutim, puder koji se nije u potpunosti otopio zalijepit će se za površinu dijela ili će ostati u porama iznutra. Ako ove zaostale granule nisu potpuno očišćene, uzrokovat će tri velika problema:
Problemi s performansama: Preostali prah može ometati unutrašnje kanale protoka, smanjiti gustinu dijelova, pa čak i uzrokovati nakupljanje napetosti, što može dovesti do pukotina. Na primjer, ako ima ostataka praha na lopaticama turbine avionskog motora, njegov životni vijek može se prepoloviti ili više.
Rizik za sigurnost: Aktivni metalni prahovi kao što su titanijum u prahu i aluminijumski prah mogu lako oksidirati u vazduhu, što može dovesti do eksplozije. Statistike pokazuju da se 32% sigurnosnih grešaka u radionicama za metalnu 3D štampu dešava zato što prah nije očišćen kako treba.
Troškovi su van kontrole: ručno čišćenje velikih dijelova traje desetine sati, a stopa oporavka praha je manja od 60%, što znatno povećava troškove materijala. Jednom je određena kompanija koja proizvodi automobilske komponente morala da plati 12.000 juana više za svaku jedinicu jer proces čišćenja prahom nije bio baš efikasan.
2, Postupni postupak čišćenja: potpuna kontrola procesa od širokog do finog
Industrija je osmislila "tri-sistem čišćenja" kako bi povećala i tempo kojim se prah uklanja i efikasnost procesa. To je zato što različite faze štampanja i kvaliteta delova zahtevaju različite vrste čišćenja.
1. Osnovno čišćenje: prah za recikliranje unutar odjeljka za štampanje
Kada se štampa završi, delovi su još uvek zakopani u sloj praha i potrebno ih je prikupiti automatizovanom opremom:
Vakuumski sistem za usisavanje praha: koristi tehnologiju adsorpcije pod negativnim pritiskom i podesive usisne mlaznice za brzo usisavanje praha sa površine sloja praha. Na primjer, određeni uređaj može povratiti više od 95% neotopljenog praha koristeći više-fazni sistem filtracije. Raspodjela veličine čestica praha je ista kao kod originalnog praha.
Tablica za vibracijsko sito: vratite prah koji ste dobili u vibraciono sito i koristite visoko{0}}vibraciju da odvojite prah koji je prevelik. Ultrazvučni vibrirajući ekran koristi određeni proizvođač medicinskih implantata za podizanje čistoće praha na 99,9%, što je ISO 13485 medicinski standard.
2. Intermedijarno čišćenje: Uklanjanje praha na površini i u porama dijelova
Za dijelove sa česticama na površini i u plitkim porama potrebna je mješavina fizičkih i kemijskih postupaka čišćenja:
Čišćenje pod visokim{0}}mlazom: Koristite komprimovani vazduh od 0,5–0,6 MPa da omotate istu vrstu metalnih čestica i očistite površinu delova udarajući ih. Određeni proizvođač ortopedskih implantata uspio je da se riješi 98% praha pora u uređaju za intervertebralnu fuziju prskanjem iz više uglova. Hrapavost površine je smanjena na Ra 0,8 μm.
Čišćenje ultrazvučnim vibracijama: Stavite komade u određeni rastvor za čišćenje i koristite visokofrekventne vibracije iznad 20 kHz da razbijete vezu između praha i površine delova. Ultrazvučno čišćenje koristi jedan proizvođač lopatica motora aviona kako bi smanjio količinu praha koji je ostao u unutrašnjem kanalu protoka lopatice sa 0,5 g na 0,02 g.
Čišćenje u parnom kupatilu: Halogenirani ugljovodonični organski rastvarači se koriste za čišćenje parom uljnih mrlja i mešavina praha. Određena kompanija koja proizvodi osovine mjenjača vozila koristila je parna kupatila za čišćenje dijelova do NAS nivoa 6 čistoće.
3. Čišćenje na višem nivou: Duboko uklanjanje čestica iz unutrašnjosti komplikovanih strukturnih delova
U sektoru vazduhoplovstva potrebna je specijalizovana oprema za potpuno uklanjanje unutrašnjih čestica sa velikih i komplikovanih strukturnih delova.
Rotirajuća platforma za 360 stepeni sa više-osovina pokreće servo motor i vibrira na visokoj frekvenciji (do 25 puta u minuti). Ovo skraćuje vrijeme potrebno za čišćenje praha iz složenih kanala protoka poput dubokih rupa i unutrašnjih šupljina za 90%. Huashu High Tech FS-PBS-12M rotirajući sto za čišćenje prahom, na primjer, može očistiti radne komade veličine 1530 mm × 1530 mm × 1700 mm i ukloniti 99% praha.
Sistem za čišćenje prahom koji je siguran od eksplozije: Za zapaljive i eksplozivne prahove kao što su titanijum i aluminijumski prah, ima dizajn zaštite od potpuno inertnog gasa, prati nivo kiseonika u realnom vremenu i uključuje funkciju alarma. Sistem za čišćenje prahom Tuobo Additive TCB-300 otporan na eksploziju je certificiran od strane nacionalnih vlasti i može zaštititi osoblje uz povećanje stope obnavljanja praha na preko 90%.
3. Trend industrijskih inovacija: dvije sile pokreću promjenu: inteligencija i ozelenjavanje
Kako 3D štampanje metala postaje sve veće i preciznije, tehnologija čišćenja zaostalog praha pokazuje dva nova trenda:
Inteligentni sistem čišćenja: Koristite digitalnu dvostruku tehnologiju da simulirate distribuciju praha i pronađete najbolje puteve čišćenja. Koristite AI algoritme da automatski promijenite frekvenciju vibracija i pritisak ubrizgavanja, tako da "jedna mašina može učiniti mnogo stvari". Na primjer, kompanija je izgradila inteligentni sistem za čišćenje prahom koji može automatski napraviti planove čišćenja na osnovu CAD modela dijelova. To čini čišćenje 40% efikasnijim.
Recikliranje zelenog praha: Napravite sistem zatvorene{0}}petlje za cijeli proces "čišćenja prahom, prosijavanja, sušenja i recikliranja" kako biste smanjili otpad od praha. Koristeći tehnologiju recikliranja praha, određeni proizvođač avio dijelova smanjio je količinu praha koji se koristi u svakom dijelu za 65% i količinu prašine koja se oslobađa za 90%.
4, Standardi i norme: od onoga što preduzeća rade do onoga oko čega se cijela industrija slaže
Industrija se zalaže za stvaranje dosljednih standarda za rješavanje problema nedostatka zahtjeva za čišćenje prahom:
Standard ASTM F3301 jasno daje do znanja kako klasificirati čistoću metalnih površina 3D štampanih predmeta i postavlja ograničenja na količinu ostatka praha koji može ostati u različitim situacijama.
ISO/ASTM 52921 smjernice: Dajte sigurnosna uputstva za upotrebu opreme za čišćenje prahom, kao što je kako provjeriti nivoe kiseonika i osigurati da je oprema{1}}otporna na eksploziju.
Standardi za cjelokupno poslovanje: Na primjer, Huashu High Tech je kreirao "Tehničku specifikaciju za čišćenje metala 3D štampanjem prahom", koja uključuje sve korake procesa, od odabira prave opreme do postavljanja pravih parametara procesa.