آیا فرآیند حذف پودر به قطعات پرینت سه بعدی فلزی آسیب می رساند؟

一، منطق و نیاز به فرآیند حذف پودر
فناوری‌های پرینت سه بعدی فلزی مانند SLM و EBM با ذوب پودر فلز یک لایه در یک زمان، اقلام را می‌سازند. پس از چاپ، قطعات در پودری که هنوز ذوب نشده دفن می شوند. اگر این پودرهای باقیمانده به طور کامل تمیز نشوند، می توانند مشکلات زیادی ایجاد کنند:
خطر سازه ای: انسداد پودر در کانال های خنک کننده یا کانال های جریان داخلی، که می تواند مانع از خروج گرما شود و به طور بالقوه باعث بلایای ساختاری شود.
کاهش عملکرد: باقیمانده پودر، زبری سطوح اقلام را تغییر می دهد، که مقاومت در برابر خوردگی و استحکام خستگی را کاهش می دهد.
ریختن پودر می تواند باعث مشکلات یا شکست ماموریت در زمینه ایمپلنت های پزشکی یا هواپیما شود.
بنابراین، حذف پودر فقط یک روش تمیز کردن نیست. همچنین یک جزء مهم برای اطمینان از عملکرد صحیح قطعات است.
2، مشکلات و خطرات آسیبی که در فرآیند حذف پودر ایجاد می شود
برداشتن پودر بسیار مهم است، اما فرآیند به خودی خود سخت است و اگر اشتباه انجام شود، ممکن است به قطعات آسیب برساند.
1. تمیز کردن سازه های پیچیده سخت است
پودر تمایل دارد به اشیاء فلزی پرینت سه بعدی در مکان هایی مانند دیوارهای نازک، فرورفتگی های داخلی و سوراخ هایی که از یکدیگر عبور می کنند بچسبد. به عنوان مثال، نوع خاصی از سر تزریق موتور اکسیژن مایع/نفت سفید دارای صدها سوراخ تزریق است. در یک نقطه، میزان پودر باقیمانده تمیز کردن با جریان هوا و ارتعاش معمولی می تواند تا 8٪ باشد. اگر آن را خیلی سخت تمیز کنید، دیواره نازک ممکن است خم شود یا منافذ ممکن است به دلیل فشار مکانیکی زیاد بشکند.
2. خواص پودر و نحوه عملکرد آنها با روش
پودرهای فلزی متغیر اندازه ذرات، جریان پذیری و چسبندگی بسیار متغیری دارند. به عنوان مثال، پودر آلیاژ تیتانیوم دارای ذرات کوچک است و بسیار واکنش پذیر است، بنابراین می تواند با سطح قطعات واکنش دهد. از طرف دیگر، پودر آلیاژی مبتنی بر نیکل، کاملاً سخت است و می تواند هنگام تمیز کردن با لرزش، سطح را خراش دهد. در صورت استفاده از روش غلط حذف پودر (مانند جریان هوا، لرزش، اولتراسوند و ...) بر اساس خواص پودر، خطر آسیب بسیار بالا می رود.
3. اشکالات انجام کارها با دست
تمیز کردن قطعات بزرگ یا دقیق با دست خیلی موثر نیست و انجام آن به خوبی سخت است. به عنوان مثال، بخش‌های بزرگ ساختاری در بخش هوافضا دارای لوله‌های داخلی کوچک و بزرگ هستند. اگر آنها را با دست تکان دهید یا ارتعاش دهید، ممکن است حرکت کنند یا فشار زیادی به یک ناحیه وارد کنند که می تواند باعث ایجاد ترک شود. همچنین، اگر اپراتورها از وسایل حفاظتی مناسب استفاده نکنند، می توانند در حین انجام کار، پودر فلز را تنفس کنند که برای سلامتی آنها مضر است.
3، اقدامات انجام شده در صنعت برای توقف و کنترل آسیب
این صنعت تعدادی روش استاندارد و هوشمندانه را برای کاهش خطر آسیب در طول فرآیند حذف پودر ارائه کرده است.
1. بهینه سازی طراحی: تمیز کردن آن را از همان ابتدا آسان کنید
طراحی برای شفافیت: نیازهای تمیز کردن را در مرحله طراحی شامل کنید، از جمله بهتر کردن زوایای خروجی کانال ها و چیدمان سوراخ های اگزوز بزرگتر به طوری که پودر ممکن است به طور طبیعی جریان یابد. با تغییر پارامترهای طراحی، میزان باقیمانده پودر در مطالعه موردی سر تزریق موتور به کمتر از 1 درصد کاهش یافت.
بهبود ساختار تکیه گاه: سازه های تکیه گاه را در قسمت های معلق بسازید که به راحتی جدا شوند تا تمیز کردن آنقدر به قطعات برخورد نکند. به عنوان مثال، Desktop Metal از فناوری پشتیبانی سرامیکی قابل جداسازی برای جلوگیری از چسبیدن تکیه گاه و قطعات به هم در طول فرآیند پخت استفاده می کند.
2. روش‌های جدید انجام کارها: تمیز کردن را سریع‌تر و دقیق‌تر کنید
سیستم برای تمیز کردن پودر به صورت خودکار: سیستم TCB-100 از ژجیانگ توبو با استفاده از ترکیبی از چرخش سه بعدی 360-، لرزش و جریان هوا با فشار بالا، بخش‌های عظیم پودر را به سرعت و به راحتی تمیز می‌کند. این امر نیاز مردم به انجام کار را کاهش می دهد. این تکنیک می تواند تا 90 درصد در زمان تمیز کردن صرفه جویی کند و احتمال آسیب دیدن قطعات را کاهش دهد.
شوک التراسونیک و گاز بی اثر: برای اقلام دقیق، لرزش اولتراسونیک با فرکانس پایین{0} و شوک گاز خنثی می تواند مقدار بسیار کمی پودر باقیمانده را بدون آسیب رساندن به سطح از بین ببرد. به عنوان مثال، هنگام ساخت ایمپلنت های ارتوپدی، فرکانس تمیز کردن اولتراسونیک باید دقیقاً به اندازه ذرات پودر تنظیم شود تا از نیروی بیش از حد ضربه حباب جلوگیری شود.
3. تشخیص و بازخورد: یک سیستم حلقه بسته برای کیفیت تمیز کردن
فناوری تشخیص سی تی: پس از تمیز کردن، سی تی سی‌تی صنعتی داخل قطعات را اسکن می‌کند تا هرگونه باقیمانده پودر یا مشکلات ساختاری را پیدا کند. از طریق مکانیزم بازخورد CT، یک شرکت هوافضا مشخص، نرخ عبور پاکسازی را از 70٪ به 99٪ افزایش داده است.
ایجاد یک پایگاه داده: یک پایگاه داده با اطلاعات مربوط به مواد مختلف، عوامل هندسی و تکنیک های تمیز کردن راه اندازی کنید تا هر تولیدی در آینده بتواند از دستورالعمل های مشابه پیروی کند. به عنوان مثال، Liantai Technology یک بسته پارامتر فرآیند تمیز کردن را برای فناوری SLM ساخته است که با موادی مانند آلیاژ تیتانیوم و آلیاژ آلومینیوم کار می کند.