Esiste una differenza nel metodo di rimozione della polvere per le parti stampate in metallo realizzate con materiali diversi?

一, La logica alla base del processo di rimozione delle particelle si basa sulle qualità del materiale.
1. Lega di titanio: l'elevata attività richiede protezione da un ambiente inerte
Quando le leghe di titanio (come Ti6Al4V) si surriscaldano, possono reagire con l'ossigeno e l'azoto per generare un rivestimento di ossido duro e fragile. La dimensione delle particelle della sua polvere è normalmente mantenuta tra 15 e 53 μm, tuttavia se è presente molta polvere minuscola (<20 μm), it can clump together and leave behind more residue. When taking out powder, you should use an inert gas protection system, such the Tuobo TCB-100 explosion-proof powder cleaning equipment. This system replaces the air within the box with nitrogen or argon gas to keep the oxygen level below 50ppm and stop the powder from oxidising and catching fire on its own. To clean porous structure implants like intervertebral fusion devices, you should use 0.5–0.6MPa compressed air to wrap the same type of metal particles. This will ensure that the rate of powder removal inside the pores is at least 99.5%.
2. Acciaio inossidabile: non arrugginisce, quindi può essere pulito con prodotti chimici.
La polvere di acciaio inossidabile 316L contiene cromo, che lo rende resistente alla corrosione chimica e ne consente la pulizia in più passaggi. Ad esempio, questo è il modo in cui un produttore di aerei pulisce le pale dei propri motori: getto d'acqua ad alta-pressione (15 MPa) per eliminare prima la polvere superficiale, poi una soluzione detergente alcalina (pH=11) lasciata in ammollo per 2 ore per sciogliere la materia organica, quindi pulizia a ultrasuoni (40 kHz, 10 minuti) per eliminare eventuali pori residui, quindi risciacquo con acqua pura e infine asciugatura con aria calda (80 gradi). Per evitare la corrosione puntiforme, la soluzione detergente deve avere un livello di ioni cloruro inferiore a 25 ppm per le parti di precisione.
3. Lega di alluminio: il basso punto di fusione rende difficile la pulizia meccanica.
La lega di alluminio AlSi10Mg si scioglie a soli 577 gradi e la tipica pulizia a vibrazione può modificare rapidamente la forma delle parti. L'azienda EOS ha ideato un processo "raschiatore morbido + soffiaggio a bassa-temperatura". Durante la fase di posa della polvere, viene utilizzato un raschietto in silicone (resistenza alla temperatura inferiore o uguale a 80 gradi) per ridurre gli spruzzi. Al termine della stampa, viene utilizzata la pulizia con getto di neve a CO₂ (temperatura -78,5 gradi) per rimuovere la polvere attraverso l'impatto di particelle solide evitando la concentrazione di stress termico. Per evitare che le costruzioni a pareti sottili, come le alette del radiatore, si rompano, la pressione di soffiaggio dovrebbe essere mantenuta al di sotto di 0,2 MPa.
2, Il tipo di struttura guida i diversi tipi di tecnologia di rimozione delle particelle.
1. Struttura porosa: spruzzatura in una direzione e adsorbimento con l'aspirapolvere che lavorano insieme
Lo strato poroso sugli impianti ortopedici, comprese le coppe acetabolari, ha solitamente uno spessore inferiore a 3 mm, pertanto è necessario pulirli da più angolazioni. Spruzzare in sei diversi orientamenti (0 gradi, 60 gradi, 120 gradi, 180 gradi, 240 gradi e 300 gradi) su edifici che possono essere visti attraverso ridurrà la quantità di polvere lasciata da 8,2 mg/cm² a 0,3 mg/cm². La tecnologia di adsorbimento sotto vuoto dovrebbe essere utilizzata insieme a strutture non permeabili. Un'azienda medica, ad esempio, utilizza un dispositivo di aspirazione delle polveri a pressione negativa (con un grado di vuoto di -80 kPa) e un dispositivo che può ruotare di 360 gradi per ottenere un tasso di recupero delle polveri del 98,7%.
2. Struttura a pareti sottili-: pulizia con stress ridotto e supporto per la struttura
Le pale dei motori degli aerei hanno generalmente uno spessore inferiore a 1 mm e durante la rimozione della polvere è necessario tenere sotto controllo lo stress meccanico. La tecnologia "adsorbimento elettrostatico+guida del flusso d'aria" utilizzata da GE funziona in questo modo: un rivestimento conduttivo viene applicato sulla piattaforma di stampa e la polvere aderisce alla superficie del rivestimento attraverso un campo elettrostatico. Quindi, viene utilizzato un flusso d'aria laminare (portata di 0,5 m/s) per soffiare lungo la superficie della pala per evitare che vibri. Per strutture complesse di cavità interne, è necessario creare dispositivi unici. Ad esempio, un certo tipo di disco di turbina è dotato di un albero centrale che può essere rimosso. Ciò aiuta la polvere a fuoriuscire utilizzando la forza centrifuga creata dall'albero centrale mentre gira.
3. Struttura fisica: ottima per riciclare e trattenere la polvere
Quando si rimuove la polvere da oggetti solidi di grandi dimensioni, come i cilindri dei motori delle automobili, è necessario trovare un equilibrio tra l'efficienza e la protezione dell'ambiente. La macchina per la pulizia delle polveri ultra-grande Tuobo (carico 1.000 kg) utilizza una combinazione di "screening delle vibrazioni+classificazione del flusso d'aria" per pulire la polvere. Innanzitutto, un motore a vibrazione (frequenza 25 Hz) scioglie la polvere, quindi un separatore a ciclone (dimensione delle particelle di taglio 5 μm) raccoglie la polvere utilizzabile. Infine, un filtro a maniche (efficienza di filtrazione 99,99%) cattura le polveri ultrafini. Questo metodo soddisfa le normative sulle emissioni PM2,5 e recupera il 95% della polvere.
3, Il rischio del processo promuove l'aggiornamento della tecnologia di rimozione delle particelle.
1. Rischio di ossidazione delle polveri: un sistema di riciclaggio-a circuito chiuso
Dopo aver utilizzato la polvere di lega di titanio 15 volte, la concentrazione di ossigeno aumenterà dallo 0,08% allo 0,25%. Ciò renderà le parti più deboli del 40% in termini di resistenza alla fatica. Siemens ha creato un sistema di gestione delle polveri-a circuito chiuso che utilizza gas inerte per mantenere sicura la tubazione di trasporto. → Utilizzo del metodo di diffrazione laser per trovare online la dimensione delle particelle di polvere (precisione 0,1 μm) → trattamento di macinazione e pelatura con flusso d'aria per polveri con uno spessore dello strato di ossido superiore a 2 μm → ri-vagliatura (setaccio da 150 μm) e riutilizzo. Questa tecnologia aumenta il tasso di utilizzo della polvere al 92% e mantiene la concentrazione di ossigeno delle parti inferiore o uguale allo 0,13%.
2. Rischio di stress residuo: sinergia di trattamenti termici per la rimozione delle polveri
Dopo la stampa, la tensione residua nella lega a base di nichel-Inconel 718 può arrivare fino a 300 MPa. Se non carichi adeguatamente la vibrazione quando rimuovi la polvere, potresti facilmente avere delle crepe. Una certa azienda aerospaziale utilizza il processo di "rimozione della polvere a bassa-temperatura + trattamento di invecchiamento". Innanzitutto, le parti vengono raffreddate in azoto liquido a -196 gradi per rilasciare il 50% dello stress residuo. Quindi, per rimuovere la polvere viene utilizzato un soffiaggio a bassa pressione a 0,3 MPa. Infine, viene effettuato un trattamento di invecchiamento a 720 gradi per 8 ore per ridurre ulteriormente lo stress, a meno di 50 MPa. Grazie a questo approccio la percentuale di qualificazione delle parti è passata dal 78% al 95%.
3. Rischi per la biosicurezza: norme per la sanificazione delle apparecchiature mediche
Gli impianti ortopedici devono soddisfare i criteri di biocompatibilità ISO 10993 e, una volta scomparsa la polvere, devono essere in grado di:
Polvere rimasta: 0,1 mg per pezzo
Endotossina da batteri<0.25EU/mL
Livello 1 o inferiore per reazione citotossica
Una determinata azienda medica utilizza un processo di pulizia in tre-fasi:
Sciacquare con acqua pulita (conduttività inferiore o uguale a 1,3 μ S/cm)
Immergere in etanolo al 75% per 30 minuti a 60 gradi.
Sterilizzazione con ossido di etilene (800 mg/L, 6 ore)
Dopo i test, questa tecnica può garantire che tutti i prodotti siano sicuri per la biosicurezza.