آیا روش حذف پودر برای قطعات چاپ شده فلزی ساخته شده از مواد مختلف تفاوتی دارد؟

一، منطق اساسی فرآیند حذف ذرات بر اساس کیفیت مواد است.
1. آلیاژ تیتانیوم: فعالیت بالا نیاز به محافظت در برابر یک محیط بی اثر دارد
هنگامی که آلیاژهای تیتانیوم (مانند Ti6Al4V) داغ می شوند، می توانند با اکسیژن و نیتروژن واکنش دهند تا یک پوشش اکسیدی سخت و شکننده ایجاد کنند. اندازه ذرات پودر آن به طور معمول بین 15 تا 53 میکرومتر نگه داشته می شود، اما اگر مقدار زیادی پودر ریز وجود داشته باشد (<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. فولاد ضد زنگ: زنگ نمی زند، بنابراین می توان آن را با مواد شیمیایی تمیز کرد.
پودر فولاد ضد زنگ 316L حاوی کروم در آن است که آن را در برابر خوردگی شیمیایی مقاوم کرده و امکان تمیز کردن آن را در چند مرحله فراهم می کند. برای مثال، یک سازنده هواپیما اینگونه تیغه‌های موتورهای خود را تمیز می‌کند: جت آب با فشار بالا (15 مگاپاسکال) ابتدا برای از بین بردن پودر سطح، سپس یک محلول تمیزکننده قلیایی (pH{4}}) که به مدت 2 ساعت خیسانده می‌شود تا مواد آلی حل شود، سپس تمیز کردن مافوق صوت (40 دقیقه) هر منافذی که آب باقی می‌ماند، سپس تکان می‌دهد. آبکشی و در نهایت خشک کردن با هوای گرم (80 درجه). برای جلوگیری از خوردگی حفره‌ای، محلول تمیزکننده باید دارای سطح یون کلرید کمتر از 25ppm برای قطعات دقیق باشد.
3. آلیاژ آلومینیوم: نقطه ذوب پایین تمیز کردن مکانیکی آن را سخت می کند.
آلیاژ آلومینیوم AlSi10Mg تنها در 577 درجه ذوب می شود و تمیز کردن ارتعاشی معمولی می تواند به سرعت شکل قطعات را تغییر دهد. شرکت EOS یک فرآیند "خراش نرم + دمیدن{4}}در دمای پایین" ارائه کرده است. در مرحله ریختن پودر، از یک اسکراپر سیلیکونی (مقاومت در برابر دمای کمتر یا مساوی 80 درجه) برای کاهش پاشش استفاده می شود. پس از اتمام چاپ، از تمیز کردن برف جت CO₂ (درجه حرارت -78.5 درجه) برای حذف پودر از طریق ضربه ذرات جامد و در عین حال اجتناب از تمرکز تنش حرارتی استفاده می‌شود. برای جلوگیری از از هم پاشیدن سازه های دیواره نازک، مانند پره های رادیاتور، فشار دمیدن باید زیر 0.2 مگاپاسکال نگه داشته شود.
2، نوع ساختار انواع مختلف فن آوری حذف ذرات را هدایت می کند.
1. ساختار متخلخل: پاشش در یک جهت و جذب هوور با هم کار می کنند
لایه متخلخل روی ایمپلنت های ارتوپدی، از جمله کاپ های استابولوم، معمولا کمتر از 3 میلی متر ضخامت دارد، بنابراین باید از زوایای متعدد تمیز شوند. اسپری کردن در شش جهت مختلف (0 درجه، 60 درجه، 120 درجه، 180 درجه، 240 درجه و 300 درجه) بر روی ساختمان هایی که از داخل آنها قابل مشاهده است، مقدار پودر باقی مانده را از 8.2 میلی گرم بر سانتی متر مربع به 0.3 میلی گرم بر سانتی متر مربع کاهش می دهد. فناوری جذب خلاء باید همراه با سازه هایی که نفوذپذیر نیستند استفاده شود. به عنوان مثال، یک شرکت پزشکی از یک دستگاه مکش پودر فشار منفی (با درجه خلاء 80- کیلو پاسکال) و یک فیکسچر که می تواند 360 درجه بچرخد تا نرخ بازیابی پودر 98.7٪ را بدست آورد، استفاده می کند.
2. ساختار دیوار نازک{{1}: تمیز کردن با تنش کم و پشتیبانی از سازه
تیغه های موتور هواپیما معمولا کمتر از 1 میلی متر ضخامت دارند و هنگام برداشتن پودر، باید تنش مکانیکی کنترل شود. فناوری "جذب الکترواستاتیک + هدایت جریان هوا" که توسط جنرال الکتریک استفاده می شود به این صورت عمل می کند: یک پوشش رسانا بر روی پلت فرم چاپ قرار می گیرد و پودر از طریق یک میدان الکترواستاتیک به سطح پوشش می چسبد. سپس، جریان هوای آرام (سرعت جریان 0.5 متر بر ثانیه) برای دمیدن در امتداد سطح تیغه استفاده می شود تا از لرزش آن جلوگیری کند. برای ساختارهای حفره داخلی پیچیده، لازم است وسایل منحصر به فرد ایجاد شود. به عنوان مثال، نوع خاصی از دیسک توربین دارای شفت هسته ای است که می توان آن را جدا کرد. این به پودر کمک می کند تا با استفاده از نیروی گریز از مرکز که شفت هسته هنگام چرخش ایجاد می کند، بیرون بیاید.
3. ساختار فیزیکی: برای بازیافت و پایین نگه داشتن گرد و غبار خوب است
هنگامی که پودر را از اقلام جامد بزرگ مانند سیلندرهای موتور خودرو جدا می کنید، باید تعادلی بین کارآمد بودن و محافظت از محیط زیست پیدا کنید. دستگاه تمیزکننده پودر بزرگ Tuobo{1} (بار 1000 کیلوگرم) از ترکیبی از "غربالگری لرزش + طبقه بندی جریان هوا" برای تمیز کردن پودر استفاده می کند. ابتدا یک موتور ارتعاشی (فرکانس 25 هرتز) پودر را شل می کند و سپس یک جداکننده سیکلون (ذرات برش اندازه 5 میکرومتر) پودر قابل استفاده را جمع آوری می کند. در نهایت، یک فیلتر کیسه ای (بازده فیلتر 99.99٪) گرد و غبار بسیار ریز را می گیرد. این روش با مقررات انتشار PM2.5 مطابقت دارد و 95٪ از پودر را بازیابی می کند.
3، خطر فرآیند ارتقاء فن آوری حذف ذرات را ارتقا می دهد.
1. خطر اکسیداسیون پودر: یک سیستم بازیافت حلقه بسته
پس از 15 بار استفاده از پودر آلیاژ تیتانیوم، غلظت اکسیژن از 0.08٪ به 0.25٪ افزایش می یابد. این باعث می شود که قطعات از نظر استحکام خستگی 40 درصد ضعیف تر شوند. زیمنس یک سیستم مدیریت پودر حلقه بسته ایجاد کرده است که از گاز بی اثر برای ایمن نگه داشتن خط لوله انتقال استفاده می کند. ← استفاده از روش پراش لیزر برای یافتن اندازه ذرات پودر به صورت آنلاین (دقت 0.1 میکرومتر) ← آسیاب و لایه برداری جریان هوا برای پودرهایی با ضخامت لایه اکسیدی بیش از 2 میکرومتر ← غربالگری مجدد (الک 150 میکرومتر) و استفاده مجدد. این فناوری میزان استفاده از پودر را تا 92% افزایش می دهد و غلظت اکسیژن قطعات را کمتر یا برابر با 0.13% نگه می دارد.
2. خطر استرس پسماند: هم افزایی عملیات حرارتی برای حذف پودر
پس از چاپ، کشش باقیمانده در آلیاژ مبتنی بر نیکل{0}}Inconel 718 می تواند تا 300 مگاپاسکال باشد. اگر هنگام برداشتن پودر لرزش را به درستی بارگذاری نکنید، به راحتی ممکن است ترک بخورید. یک شرکت هوافضا خاص از فرآیند «-حذف پودر در دمای پایین + درمان پیری» استفاده می‌کند. ابتدا، قطعات در نیتروژن مایع در -196 درجه سرد می‌شوند تا 50 درصد تنش باقیمانده آزاد شود. سپس از دمیدن کم فشار در 0.3MPa برای حذف پودر استفاده می شود. در نهایت، درمان پیری در دمای 720 درجه به مدت 8 ساعت انجام می شود تا استرس را حتی بیشتر، به کمتر از 50 مگاپاسکال کاهش دهد. به لطف این رویکرد، درصد صلاحیت قطعات از 78٪ به 95٪ افزایش یافته است.
3. خطرات ایمنی زیستی: مقررات برای ضدعفونی تجهیزات پزشکی
ایمپلنت های ارتوپدی باید معیارهای سازگاری زیستی ISO 10993 را داشته باشند و وقتی پودر از بین رفت، باید بتوانند:
پودر باقی مانده: 0.1 میلی گرم در هر قطعه
اندوتوکسین از باکتری ها<0.25EU/mL
سطح 1 یا پایین تر برای واکنش سیتوتوکسیک
یک شرکت پزشکی خاص از یک-فرایند تمیز کردن سه مرحله‌ای استفاده می‌کند:
با آب تمیز بشویید (رسانایی کمتر یا مساوی 1.3 میکرو S/cm)
در اتانول 75 درصد به مدت 30 دقیقه در دمای 60 درجه خیس کنید.
استریل کردن با اکسید اتیلن (800 میلی گرم در لیتر، 6 ساعت)
پس از آزمایش، این تکنیک می تواند تضمین کند که همه محصولات برای ایمنی زیستی ایمن هستند.