حذف ناقص پودر در پرینت سه بعدی فلزی چه خطراتی دارد؟

一، نقص فرآیند: باقی مانده پودر کیفیت قطعات چاپ شده را غیرقابل پیش بینی می کند.
1. زبری بیش از حد در سطح و مشکلات ساختار
پرینت سه بعدی فلزی با ذوب پودر فلز یک لایه در یک زمان، چیزهایی را می سازد. اگر باقیمانده پودر به طور کامل پاک نشود، سطح محصول چاپ شده دارای برجستگی یا سوراخ خواهد بود. به عنوان مثال، هنگام چاپ تیغه های موتورهای هوانوردی، پودر آلیاژ تیتانیوم باقیمانده می تواند سطح را زبرتر از آنچه که باید باشد، که می تواند به عملکرد هواپیما آسیب برساند. پودر باقیمانده می تواند مسیر اسکن لیزر را محدود کند، که می تواند منجر به خطاهای عدم فیوژن شود. این عیوب باعث می شود که قطعات بسیار ضعیف تر و احتمال شکستگی آنها بیشتر شود.


2. "منطقه قفل پودری" که در داخل سازه های پیچیده است
موضوع باقی مانده پودر در بخش های پیچیده ای که دارای کانال های خنک کننده، لایه های لانه زنبوری یا کانال های جریان حلقوی هستند، بیشتر به چشم می خورد. به عنوان مثال، سر تزریق برخی از موتورهای اکسیژن مایع/نفت سفید دارای صدها سوراخ است که به صورت تکان خورده هستند. هنگامی که مردم برای اولین بار استفاده از تمیز کردن جریان هوا و ارتعاش منظم را شروع کردند، میزان پودر باقیمانده به 8٪ رسید. این پودرهای باقیمانده ممکن است با تغییر دما اکسید شده و رشد کنند، که ممکن است کانال های خنک کننده را مسدود کند و باعث خرابی خنک کننده در طول آزمایش احتراق موتور شود. در برخی موارد حتی می توانند فاجعه های ساختاری ایجاد کنند.

3. خطرات ایمنی مرتبط با ایمپلنت های ساختار متخلخل
در پزشکی، مشکل باقی مانده پودر در ایمپلنت های ارتوپدی متخلخل چاپ سه بعدی (مانند دستگاه های همجوشی بین مهره ای و فنجان های استابولوم) مستقیماً با ایمنی بیماران مرتبط است. اگر پودر فلز به طور کامل برداشته نشود، ممکن است باعث شود ذرات به دلیل اصطکاک یا فرسایش مایع پس از قرار دادن ایمپلنت در بدن، شل شوند. این می تواند باعث التهاب یا رسوب یون های فلزی شود که می تواند باعث شل شدن یا از کار افتادن ایمپلنت شود.

2، ایمنی تجهیزات: باقی مانده پودر می تواند باعث آتش سوزی، انفجار و مشکلات تجهیزات شود.
1. گرد و غبار فلزی که قابل احتراق و انفجار است می تواند باعث انفجار شود.
در چاپ سه بعدی فلزی از پودرهایی مانند تیتانیوم، آلومینیوم، منیزیم و موارد دیگر استفاده می شود که بسیار انفجاری هستند. هرچه ذرات کوچکتر باشند (معمولاً 15-100 میکرون)، احتمال انفجار آنها بیشتر است. به عنوان مثال، حد پایین انفجاری پودر آلومینیوم در هوا فقط 40 گرم در متر مکعب است. اگر پودر باقیمانده در داخل تجهیزات جمع شود و با الکتریسیته ساکن، جرقه یا سطوح داغ تماس پیدا کند، می تواند انفجارهای گرد و غباری ایجاد کند که به تجهیزات آسیب می زند یا حتی به افراد آسیب می رساند.

2. مشکلات سیستم لیزر و قطعات متحرک
پودر باقیمانده ممکن است عدسی را بپوشاند که لیزر را اسکن می‌کند یا نازلی را که پودر را تغذیه می‌کند مسدود کند، که می‌تواند انرژی لیزر را ضعیف‌تر کند یا مانع از تحویل پودر شود. همچنین، ورود پودر به عناصر متحرک مانند ریل های سکوی چاپ و شفت های چرخان می تواند سایش را تسریع کند، که می تواند باعث گیرکردن تجهیزات یا کاهش دقت آن شود. به دلیل باقیمانده پودر، شرکت خاصی دچار خرابی های لیزری زیادی شد و هزینه تعمیر و نگهداری تا 30 درصد قیمت اولیه تجهیزات بالا بود.

3. سیستم حفاظت از گاز بی اثر کار نکرد.
چاپ سه بعدی فلزی باید در محیط آرگون یا نیتروژن انجام شود تا از اکسیداسیون جلوگیری شود. با این حال، باقی مانده پودر ممکن است خط لوله گردش گاز را مسدود کند، سرعت جریان گاز محافظ را کاهش دهد و غلظت اکسیژن محلی را بالاتر از سطح قابل قبول افزایش دهد. این نه تنها باعث می شود مواد چاپی از کیفیت کمتری برخوردار باشند، بلکه می تواند باعث آتش گرفتن پودر فلز به خودی خود شود.

3، عملکرد محصول: باقی مانده پودر شاخص های عملکردی هسته را ضعیف تر می کند.
1. ویژگی های مکانیکی کاهش یافته است
پودر باقیمانده می تواند چگالی اشیاء چاپ شده را تغییر دهد و مناطقی را ایجاد کند که در آن تنش ایجاد می شود. به عنوان مثال، هنگام چاپ سازه های ساخته شده از فولاد با استحکام بالا، باقیمانده پودر می تواند قدرت تسلیم را 15% تا 20% کاهش دهد. این برای هوافضا که استانداردهای بسیار سختگیرانه ای برای کیفیت مواد دارد به اندازه کافی خوب نیست.

2. عدم توانایی در تحمل گرما
بقایای پودر می تواند باعث انسداد میکروکانال ها یا پره های دفع گرما در دستگاه های الکترونیکی یا قطعات موتور شود که باید به سرعت گرما را از بین ببرند. این می تواند تا حد زیادی بازده هدایت حرارتی را کاهش دهد. یک مطالعه نشان داد که به ازای هر 1٪ افزایش در میزان باقیمانده پودر، عملکرد اتلاف گرما می تواند 5٪ تا 8٪ کاهش یابد.

3. آسیب به توانایی آب بندی و مقاومت در برابر خوردگی
بقایای پودر می تواند به تراکم سطح قطعات در تجهیزات شیمیایی یا مهندسی دریایی آسیب برساند و ورود مواد خورنده را آسان تر کند. به عنوان مثال، اگر پودر باقی مانده روی قطعات فولاد ضد زنگ که دارای کلرید هستند وجود داشته باشد، می تواند باعث خوردگی حفره ای یا ترک خوردگی ناشی از خوردگی استرس شود.

4، سلامت کارگران:-قرار گرفتن طولانی مدت در معرض گرد و غبار فلزات یک خطر طولانی مدت- است.
1. آسیب به ریه ها
اگر اندازه ذرات موجود در پودر فلز کمتر از 10 میکرون باشد، می توانند به عمق ریه ها نفوذ کنند و در آلوئول ها مستقر شوند که می تواند باعث پنوموکونیوز، برونشیت یا فیبروز ریوی شود. به عنوان مثال، تنفس در پودر آلیاژ تیتانیوم برای مدت طولانی ممکن است باعث رسوب تیتانیوم ریوی شود که به صورت سرفه و تنگی نفس ظاهر می شود.

2. تحریک پوست و چشم
هنگامی که باقی مانده پودر با لباس کار یا سطوح تجهیزات کثیف تماس پیدا می کند، می تواند باعث تحریک مکانیکی یا سوختگی شیمیایی پوست کارگران شود. همچنین، ورود پودر به چشم ممکن است به قرنیه آسیب برساند یا باعث التهاب ملتحمه شود.

3. احتمال مسمومیت با فلزات سنگین
برخی از پودرهای فلزی مانند کبالت و نیکل برای موجودات زنده خطرناک هستند و قرار گرفتن طولانی مدت در اطراف آنها می تواند باعث آسیب مغزی، نارسایی کلیه یا سرطان شود. یون های کبالت موجود در پودر آلیاژ{1}}بر پایه کبالت می توانند از طریق پوست یا دستگاه تنفسی جذب شوند و در نتیجه "بیماری آلیاژ سخت" ایجاد می شود.

5، راه حل: یک رویکرد سیستماتیک برای بهبود، از بهینه سازی طراحی تا ارائه راه های جدید برای انجام کارها.
1. مرحله طراحی: با استفاده از ایده "تمیزپذیری"
شما می توانید با بهبود ساختار هندسی قطعات (به عنوان مثال، با افزودن سوراخ های اگزوز و به حداقل رساندن گوشه های مرده) یا با استفاده از طراحی بهینه سازی توپولوژی، خطر باقی مانده پودر را کاهش دهید. به عنوان مثال، مشاغل هوافضا با تغییر زاویه خروجی کانال خنک کننده، میزان باقیمانده پودر را از 8٪ به کمتر از 1٪ کاهش داده اند.

2. فرآیند چاپ: جمع آوری گرد و غبار بی اثر و فیلتر کردن آن در چند مرحله
که خطر احتراق خود به خود را کاهش می دهد، از پاک کننده های هوور صنعتی با سیستم های قبل{0} جداسازی مرطوب استفاده کنید که گرد و غبار را در مایعات بی اثر جذب می کند. یک طراحی چند مرحله‌ای ماژولار حذف گرد و غبار، مانند یک سیستم PPS فیلتر دائمی، همزمان استفاده می‌شود تا عنصر فیلتر دوام بیشتری داشته باشد و در فیلتر کردن بهتر عمل کند.

3. پس از پردازش: تمیز کردن پودر خودکار و گزارش در مورد تشخیص
برای ایجاد یک سیستم حلقه بسته برای «بازخورد تشخیص پاکسازی پودر»، از فناوری‌های خودکار مانند ضربه گاز بی‌اثر دو طرفه و تمیز کردن ارتعاش اولتراسونیک، همراه با اسکن سی‌تی یا تشخیص اشعه ایکس-استفاده کنید. به عنوان مثال، یک شرکت پزشکی از یک سیستم بازخورد تشخیص CT استفاده کرد تا میزان باقیمانده پودر ایمپلنت را زیر 0.1٪ نگه دارد.

4. قوانین ایمنی: حفاظت و مدیریت اضطراری را قوی تر کنید
اپراتورها باید از ماسک‌های N95 یا بالاتر، عینک‌های مقاوم در برابر لیزر و لباس‌های مقاوم در برابر آتش استفاده کنند. آنها همچنین باید به طور منظم آموزش ایمنی ببینند. محل کار باید دارای کپسول آتش نشانی فلزی کلاس D، جاروبرقی ضد انفجار-و هشدار نشت گاز باشد. همچنین باید برای اقداماتی که باید در صورت آتش سوزی یا انفجار انجام دهد، آماده شود.