کدام یک برای پرینت سه بعدی فلزی، تمیز کردن با جاروبرقی یا تمیز کردن جریان هوا مناسب تر است؟

一، تکنولوژی تمیز کردن جاروبرقی: پایه فیزیکی فرآیند EBM
1. راه اصلی کار می کند
در فناوری ذوب پرتوهای الکترونی (EBM)، پرتوهای الکترونی با انرژی بالا، پودرهای فلز را یک لایه در یک زمان در خلاء ذوب می‌کنند. سیستم خلاء آن سه کار اصلی دارد:
تضمین مسیر پرتو الکترونی: در خلاء زیاد 4 × 10 - 1 Pa، میانگین مسیر آزاد پرتو الکترونی می تواند به ده ها متر برسد. این از هدر رفتن انرژی در هنگام برخورد پرتو به مولکول‌های گاز جلوگیری می‌کند و اطمینان حاصل می‌کند که حوضچه مذاب در محدوده ± 0.2 میلی‌متر دقیق است.
جلوگیری از اکسیداسیون مواد: در خلاء، نرخ اکسیداسیون مواد فعال مانند آلیاژ تیتانیوم (Ti6Al4V) 99.7٪ کاهش می یابد و نرخ بازیابی پودر از 75٪ در روش SLM به 92٪ افزایش می یابد. هزینه چاپ یک صفحه 30 درصد کاهش می یابد.
اثر گاز زدایی بهتر: محیط خلاء حلالیت گاز در حوضچه مذاب را 80 درصد و تخلخل را از 0.5 درصد SLM به 0.02 درصد کاهش می دهد که عمر خستگی قطعات را به شدت افزایش می دهد.
2. برای استفاده از تجهیزات برنامه ریزی کنید
به عنوان مثال، سیستم EBM از Pfeiffer Vacuum در آلمان از معماری خلاء سه سطح- استفاده می‌کند:
پمپ Roots و پمپ پره ای دوار با هم کار می کنند تا پمپاژ خشن را فراهم کنند و فشار در محفظه را از فشار اتمسفر به 10-1 Pa فقط در 3 دقیقه کاهش دهند.
گروه پمپ های خلاء بالا: پمپ مولکولی و پمپ تصعید تیتانیوم با هم کار می کنند تا خلاء 5 × 10-5 Pa را ایجاد کنند که بالاترین نیاز EBM برای پایداری پرتو الکترونی است.
سیستم برای یافتن نشتی: نشت یاب اسپکترومتر جرمی هلیوم آب بندی محفظه را در زمان واقعی زیر نظر دارد و نرخ نشت تجمعی را زیر 1 × 10-4 Pa · m³/s نگه می دارد تا فرآیند چاپ را برای مدت طولانی پایدار نگه دارد.
3. محدودیت در فرآیند
اساساً سه راه برای محدود کردن تمیز کردن هوور وجود دارد:
هزینه تجهیزات بالا است: سیستم های خلاء بالا 40 درصد از کل هزینه تجهیزات EBM را تشکیل می دهند و هزینه های تعمیر و نگهداری 2.3 برابر بیشتر از روش های SLM است.
سازگاری مواد محدود: فقط با فرآیند ذوب پرتو الکترونی کار می کند و نه با فناوری های ذوب لیزری مانند SLM.
محدودیت در چرخه تولید: پمپاژ خلاء 25٪ از چرخه تولید تک قطعه را به خود اختصاص می دهد، که باعث می شود در هنگام تولید مقادیر زیاد کارایی کمتری داشته باشد.
2، فن آوری تمیز کردن جریان هوا: یک گام بزرگ رو به جلو در فرآیند LPBF
1. ایده های جدید در فناوری
EOS AirSword را برای ماشین های بزرگ LPBF (ذوب بستر پودر لیزری) تولید کرد. سیستم مدیریت جریان هوا با بهینه سازی دینامیک سیالات سه پیشرفت بزرگ ایجاد می کند:
طراحی لایه بندی: با استفاده از ترکیبی از کانال های یکسو کننده و پره های هدایت کننده هوا، انحراف استاندارد سرعت جریان هوا از 1.2 متر بر ثانیه معمول به 0.3 متر بر ثانیه کاهش می یابد و از شر منطقه گردابی در داخل حفره خلاص می شود.
کنترل ترمودینامیک: باله ها دارای مایع خنک کننده در گردش هستند که دمای جریان هوا را بیش از 5 درجه سانتیگراد تغییر نمی دهد. این کار از جمع شدن پودر به دلیل استرس حرارتی جلوگیری می کند.
جفت شدن بسیاری از میدان‌های فیزیکی: یک شبیه‌سازی CFD برای بهبود ساختار مجرای هوا استفاده شد که منجر به اثربخشی حذف دود و گرد و غبار 98.7٪ در یک منطقه ساختمانی 1.5 × 1.5 متری شد. این 42 درصد بهتر از روش قدیمی تهویه متقابل است.
2. نمونه هایی از اجرای مهندسی
هنگام استفاده از تجهیزات AMCM M8K، سیستم AirSword™ مزایای زیادی را نشان می دهد:
محافظت از سیستم نوری: ضریب عبور لنز محافظ حتی پس از 200 ساعت چاپ مداوم در 99.2٪ باقی می ماند. این بدان معنی است که چرخه تعمیر و نگهداری پنج برابر بیشتر از راه حل های استاندارد طول می کشد.
استفاده بهتر از پودر: سطح اکسیژن در محفظه زیر 50ppm ثابت نگه داشته می شود، که نرخ اکسیداسیون پودر آلیاژ پایه نیکل{1}} را از 0.8٪ به 0.15٪ کاهش می دهد.
پیشرفتی در مورد اینکه چقدر می توانیم بسازیم: زمان چرخه چاپ برای ساخت قطعات سازه ای هوانوردی که 1 متر و 1 متر و 0.5 متر است به 72 ساعت کاهش یافت که 35 درصد سریعتر از روش خلاء است.
3. محدودیت های فنی
استفاده از تمیز کردن جریان هوا توسط عوامل زیر محدود می شود:
محدودیت در فعالیت مواد: برای موادی که به اکسیداسیون بسیار حساس هستند، مانند آلیاژهای تیتانیوم، حفاظت با گاز بی اثر (مانند فشار جزئی آرگون 99.999٪) مورد نیاز است که هزینه های عملیاتی را افزایش می دهد.
الزامات تجهیزات آب بندی: برای جلوگیری از ورود ذرات بیرونی و ایجاد اختلال در جریان هوا، سیستم کانال هوا باید دارای رتبه حفاظتی IP67 باشد.
محدودیت اندازه برای ساختمان ها: اگر مساحت ساختمان بیش از 2 متر و 2 متر باشد و طول کانال جریان هوا بیش از مقدار بحرانی مکانیک سیالات باشد، به طراحی میدان باد مستقل پارتیشن بندی شده نیاز است.
3، ماتریس تصمیم برای سازگاری فرآیند
بعد ارزیابی: فناوری تمیز کردن جریان هوا، فناوری تمیز کردن خلاء
فرآیند قابل استفاده ذوب پرتو الکترونی (EBM) و ذوب بستر پودر لیزری (LPBF)
سازگاری مواد: مواد فعال مانند آلیاژهای تیتانیوم و آلیاژهای کروم کبالت و مواد معمولی مانند آلیاژهای آلومینیوم و فولاد ضد زنگ
اندازه ساختمان باید بین 0.35m 0.35m 0.38m و 1m 1m 0.5m باشد (می توان آن را بزرگتر کرد).
هزینه بالای تجهیزات (40٪ از کل هزینه تجهیزات)
راندمان تولید پایین (25% استفاده از هوور) و بالا (قابلیت اجرا در تمام مدت)
برخی از مکان‌های رایج برای استفاده از آن‌ها روی تیغه‌های توربین برای موتور هواپیما، ایمپلنت‌های پزشکی، قطعات ساختاری عظیم برای هواپیماها و قالب‌های ماشین‌ها هستند.