Bagaimana untuk membersihkan serbuk sisa selepas cetakan 3D logam?

一, Masalah utama dengan membersihkan sisa serbuk ialah tiga-pertempuran antara teknologi, keselamatan dan kos.
Isu pembersihan serbuk dalam percetakan 3D logam timbul daripada sifat prosesnya yang berbeza. Contohnya, dengan teknologi Selective Laser Melting (SLM), laser melebur dan membina serbuk logam untuk membuat struktur tiga-dimensi. Walau bagaimanapun, serbuk yang belum cair sepenuhnya akan melekat pada permukaan bahagian atau kekal di dalam liang di dalamnya. Jika butiran sisa ini tidak dibersihkan sepenuhnya, ia akan menyebabkan tiga masalah besar:
Masalah dengan prestasi: Serbuk sisa boleh menghalang saluran aliran dalaman, menurunkan ketumpatan bahagian, malah menyebabkan ketegangan terkumpul, yang boleh menyebabkan keretakan. Sebagai contoh, jika terdapat sisa serbuk pada bilah turbin enjin kapal terbang, jangka hayatnya boleh dipotong separuh atau lebih.
Risiko kepada keselamatan: Serbuk logam aktif seperti serbuk titanium dan serbuk aluminium boleh teroksida dengan mudah di udara, yang boleh menjadikannya meletup. Statistik menunjukkan bahawa 32% daripada kemalangan keselamatan dalam bengkel percetakan 3D logam berlaku kerana serbuk tidak dibersihkan dengan betul.
Kos di luar kawalan: Membersihkan bahagian besar dengan tangan mengambil masa berpuluh-puluh jam, dan kadar pemulihan serbuk kurang daripada 60%, yang menjadikan kos bahan meningkat dengan banyak. Suatu ketika, syarikat tertentu yang membuat komponen kereta terpaksa membayar 12,000 yuan lebih untuk setiap unit kerana proses pembersihan serbuk tidak begitu berkesan.
2, Prosedur pembersihan berperingkat: kawalan penuh proses daripada luas kepada halus
Industri telah menghasilkan "sistem pembersihan tiga-tahap" untuk meningkatkan kedua-dua kadar di mana serbuk dikeluarkan dan kecekapan proses. Ini kerana peringkat pencetakan dan kualiti bahagian yang berbeza memerlukan jenis pembersihan yang berbeza.
1. Pembersihan asas: serbuk kitar semula dalam petak percetakan
Setelah pencetakan selesai, kepingan masih tertanam di dalam katil serbuk dan perlu dikumpulkan dengan peralatan automatik:
Sistem sedutan serbuk vakum: menggunakan teknologi penjerapan tekanan negatif dan muncung sedutan boleh laras untuk mengambil serbuk dengan cepat dari permukaan katil serbuk. Contohnya, peranti tertentu boleh mendapatkan semula lebih daripada 95% serbuk tidak cair menggunakan sistem penapisan berbilang-peringkat. Taburan saiz zarah serbuk adalah sama dengan serbuk asal.
Jadual untuk saringan getaran: Letakkan serbuk yang anda dapat semula ke dalam skrin bergetar dan gunakan-getaran frekuensi tinggi untuk mengasingkan serbuk yang terlalu besar. Skrin bergetar ultrasonik digunakan oleh pembuat implan perubatan tertentu untuk meningkatkan ketulenan serbuk kepada 99.9%, iaitu standard perubatan ISO 13485.
2. Pembersihan pertengahan: Menghilangkan serbuk pada permukaan dan dalam liang-liang bahagian
Campuran prosedur pembersihan fizikal dan kimia diperlukan untuk bahagian dengan zarah pada permukaan dan dalam liang cetek:
Pembersihan jet tekanan tinggi-tinggi: Gunakan udara termampat pada 0.5–0.6 MPa untuk membalut jenis zarah logam yang sama dan membersihkan permukaan bahagian dengan memukulnya. Pembuat implan ortopedik tertentu dapat menyingkirkan 98% serbuk liang dalam peranti gabungan intervertebral dengan menyemburnya dari pelbagai sudut. Kekasaran permukaan telah dipotong hingga Ra 0.8 μm.
Pembersihan dengan getaran ultrasonik: Letakkan kepingan dalam larutan pembersihan khusus dan gunakan-getaran frekuensi tinggi melebihi 20kHz untuk memutuskan ikatan antara serbuk dan permukaan bahagian. Pembersihan ultrasonik digunakan oleh satu pembuat bilah enjin pesawat untuk mengurangkan jumlah serbuk yang tersisa dalam saluran aliran dalaman bilah daripada 0.5g kepada 0.02g.
Pembersihan dengan mandian wap: Pelarut organik hidrokarbon terhalogen digunakan untuk pembersihan wap kotoran minyak dan campuran serbuk. Sebuah syarikat tertentu yang membuat aci kotak gear kenderaan menggunakan mandian wap untuk membersihkan bahagian-bahagian ke tahap kebersihan NAS 6.
3. Pembersihan pada tahap yang lebih tinggi: Penyingkiran zarah secara mendalam dari dalam bahagian struktur yang rumit
Dalam sektor aeroangkasa, peralatan khusus diperlukan untuk mengeluarkan sepenuhnya zarah dalaman daripada bahagian struktur yang besar dan rumit.
Platform berputar berbilang paksi 360-dikuasakan oleh motor servo dan bergetar pada frekuensi tinggi (sehingga 25 kali seminit). Ini mengurangkan masa yang diperlukan untuk membersihkan serbuk daripada saluran aliran kompleks seperti lubang dalam dan rongga dalam sebanyak 90%. Meja pembersihan serbuk putar Huashu High Tech FS-PBS-12M, misalnya, boleh membersihkan bahan kerja yang berukuran 1530mm × 1530mm × 1700mm dan mengeluarkan 99% daripada serbuk.
Sistem pembersihan serbuk yang selamat daripada letupan: Untuk serbuk mudah terbakar dan letupan seperti serbuk titanium dan aluminium, ia mempunyai reka bentuk perlindungan gas lengai sepenuhnya, mengawasi paras oksigen dalam masa nyata, dan termasuk ciri penggera. Sistem Pembersihan Serbuk Kalis Letupan Tuobo Additive TCB-300 diperakui oleh pihak berkuasa negara dan boleh memastikan kakitangan selamat sambil meningkatkan kadar pemulihan serbuk kepada lebih 90%.
3. Trend Inovasi Industri: Dua Daya Memacu Perubahan: Kepintaran dan Penghijauan
Apabila percetakan 3D logam semakin besar dan lebih tepat, teknologi pembersihan serbuk sisa menunjukkan dua arah aliran baharu:
Sistem pembersihan pintar: Gunakan teknologi kembar digital untuk mensimulasikan pengedaran serbuk dan mencari laluan pembersihan terbaik. Gunakan algoritma AI untuk menukar kekerapan getaran dan tekanan suntikan secara automatik, supaya "satu mesin boleh melakukan banyak perkara." Sebagai contoh, sebuah syarikat telah membina sistem pembersihan serbuk pintar yang boleh membuat rancangan pembersihan secara automatik berdasarkan model alat ganti CAD. Ini menjadikan pembersihan 40% lebih cekap.
Kitar semula serbuk hijau: Buat sistem-gelung tertutup untuk keseluruhan proses "pembersihan serbuk, penyaringan, pengeringan dan kitar semula" untuk mengurangkan sisa serbuk. Menggunakan teknologi kitar semula serbuk, pembuat bahagian penerbangan tertentu telah mengurangkan jumlah serbuk yang digunakan dalam setiap bahagian sebanyak 65% dan jumlah habuk yang dikeluarkan sebanyak 90%.
4, Piawaian dan norma: daripada perkara yang dilakukan oleh perniagaan kepada perkara yang dipersetujui oleh seluruh industri
Industri sedang mendesak untuk mewujudkan piawaian yang konsisten untuk menangani masalah kehilangan keperluan pembersihan serbuk:
Piawaian ASTM F3301 menjelaskan cara mengklasifikasikan kebersihan permukaan item cetakan 3D logam dan menetapkan had pada jumlah sisa serbuk yang boleh ditinggalkan dalam situasi yang berbeza.
Garis Panduan ISO/ASTM 52921: Berikan arahan pengendalian yang selamat untuk peralatan pembersihan serbuk, seperti cara menyemak paras oksigen dan pastikan peralatan kalis letupan-.
Piawaian untuk keseluruhan perniagaan: Sebagai contoh, Huashu High Tech telah mencipta "Spesifikasi Teknikal untuk Pembersihan Serbuk Pencetakan 3D Logam," yang merangkumi semua langkah proses, daripada memilih peralatan yang betul kepada menetapkan parameter proses yang betul.