Come rimuovere la polvere dalle parti metalliche stampate in 3D con strutture interne complesse?

一, La difficoltà tecnica di estrarre la polvere da complicati sistemi interni
Non è facile raggiungere la struttura
Strutture complesse come supporti reticolari, microcanali o cavità interne possono avere una distribuzione contorta tridimensionale dei percorsi della polvere e può essere difficile raggiungerli tutti con i tipici metodi di soffiaggio o vibrazione. Il dispositivo di fusione intervertebrale, ad esempio, può avere uno spessore superiore a 20 mm e una struttura porosa che facilita l'accumulo di polvere in strati profondi, creando "punti ciechi".
Forte aderenza della polvere
Quando si stampa a temperature elevate, le particelle di polvere metallica possono sciogliersi o ossidarsi parzialmente, generando minuscoli gruppi che si attaccano all'interno dei pori, rendendoli più difficili da rimuovere. Ad esempio, la polvere di lega di titanio può reagire con l'ossigeno ad alte temperature per formare uno strato di ossido. Ciò fa sì che la polvere aderisca meglio al substrato.
Rischio molto alto per la sicurezza
Polveri di metalli come titanio e alluminio possono prendere fuoco ed esplodere. È importante tenere d'occhio i livelli di ossigeno e polvere durante il processo di rimozione della polvere per evitare incendi o esplosioni. Ad esempio, la polvere di titanio nell'aria ha un limite inferiore di esplosività di soli 20 g/m³. Stress
Per evitare la contaminazione incrociata-, il riciclaggio delle polveri deve trovare un equilibrio tra purezza e costi. Ad esempio, affinché il processo sia redditizio, il tasso di recupero delle leghe di cobalto-cromo e di altri materiali ad alto-valore deve essere superiore al 95%.
2, Come rimuovere la polvere dal nucleo e la soluzione tecnologica
1. Pulizia con getto ad alta-pressione da più direzioni
L'idea è: avvolgere lo stesso tipo di particelle metalliche in aria compressa a 0,5–0,6 MPa, lanciare impulsi sulle parti da diverse angolazioni (come gli assi X/Y/Z) e utilizzare la forza di impatto per lacerare la polvere all'interno dei pori.
Esempio di utilizzo:
Dispositivo di fusione intervertebrale: viene utilizzato un dispositivo di spruzzatura girevole a 360 gradi per coprire l'intero percorso della polvere dall'ingresso all'uscita poiché è porosa.
Coppa acetabolare: gli angoli degli ugelli personalizzati (come l'iniezione obliqua di 45 gradi) vengono utilizzati per migliorare gli effetti di pulizia profonda sulle interfacce di osteointegrazione non-penetranti.
Pro: Molto bravo nella pulizia e il tempo necessario per elaborare un pezzo può essere ridotto a meno di 10 minuti. Il tasso di recupero della polvere può essere superiore al 90%.
2. Tecnologia che aiuta i fluidi a fluire facendoli vibrare
Principio: le particelle di polvere sono in una condizione fluidificata a causa delle vibrazioni ad alta-frequenza (come 1000–3000 Hz). Ciò riduce l'attrito tra le particelle e funziona con il flusso d'aria per eliminare la polvere.
Esempio di utilizzo:
Parti con pareti sottili: posizionare le parti su una piattaforma vibrante e utilizzare la risonanza per rimuovere la polvere dalla parete.
Microcanali incrociati: utilizzo combinato di vibrazioni e adsorbimento di pressione negativa per far sì che la polvere si disperda e venga recuperata allo stesso tempo.
Vantaggi: funziona bene su piccole strutture (come quelle con un'apertura inferiore a 1 mm) e non danneggia troppo le superfici delle parti.
3. Pulizia con vibrazioni ultrasoniche
Principio: Gli ultrasuoni creano la cavitazione nel liquido, che crea un micro getto che colpisce la superficie della polvere e ne accelera la disintegrazione o separazione.
Esempio di utilizzo: Impianti medici: la pulizia ad ultrasuoni viene eseguita in alcool o acqua deionizzata per eliminare la polvere rimanente e pulire allo stesso tempo la superficie.
Parti ad alta precisione: per coprire polveri con particelle di dimensioni diverse, vengono utilizzate onde ultrasoniche a multi-frequenza (ad esempio una combinazione di 28kHz+120kHz).
Vantaggi: può eliminare le particelle di polvere di solo pochi micron e rendere le superfici meno ruvide di oltre il 30% dopo la pulizia.
4. Un sistema di pulizia globale protetto da gas inerte
Riempire un vano portaoggetti sigillato con argon o azoto per tenere lontano l'ossigeno. Utilizza un braccio robotico per ruotare i pezzi su vari assi e lavora con spruzzatura e vibrazione ad alta-pressione.
Il sistema di pulizia a polvere antideflagrante TCB-100 viene utilizzato per pulire in sicurezza le parti aerospaziali, come i canali di raffreddamento interni delle pale delle turbine, in luoghi privi di ossigeno.
Pezzi molto grandi: il riciclaggio automatizzato delle polveri è possibile per articoli di dimensioni fino a 850 × 850 × 1200 mm collegando carrelli elevatori personalizzati e apparecchiature di aspirazione delle polveri.
Pro: La progettazione integrata e un unico sistema possono soddisfare le esigenze dimensionali di oltre il 95% dei pezzi. La certificazione a prova di esplosione- garantisce che il sistema sia sicuro da usare.
3, Migliorare i processi e tenere d'occhio la qualità
Un piano di pulizia che viene spezzato
Durante la fase di pulizia grossolana, la maggior parte della polvere viene rimossa rapidamente mediante spruzzatura ad alta-pressione (con un tasso di recupero di circa l'80%).
Fase di pulizia fine: la fluidificazione ad ultrasuoni o a vibrazione viene utilizzata per eliminare eventuali residui di polvere (con un tasso di recupero superiore al 95%).
Fase di verifica: utilizzare la scansione TC o l'endoscopia per assicurarsi che i pori siano puliti e privi di particelle.
Riciclaggio e riutilizzo della polvere
Screening e classificazione: per evitare che le particelle di grandi dimensioni influenzino la qualità di stampa, ordinare la polvere recuperata in base alla distribuzione delle dimensioni delle particelle (ad esempio, D50<45 μm).
Test della composizione: utilizzare l'analisi spettrale per verificare se la composizione chimica della polvere è separata. Ciò assicurerà che le qualità della polvere riutilizzata siano le stesse di quella fresca.
Norme per la protezione della sicurezza
Progettazione in grado di resistere alle esplosioni: ATEX o IECEx devono certificare le apparecchiature per la pulizia delle polveri e devono disporre di sistemi che monitorano i livelli di ossigeno e scaricano la pressione in caso di emergenza.
Per la tua sicurezza: gli operatori devono utilizzare maschere N95, equipaggiamento anti-statico e occhiali per evitare che la polvere entri nei polmoni o tocchi la pelle.