Il processo di rimozione della polvere danneggerà le parti metalliche stampate in 3D?

一, La logica e la necessità del processo di rimozione della polvere
Le tecnologie di stampa 3D in metallo come SLM ed EBM costruiscono oggetti fondendo la polvere metallica uno strato alla volta. Dopo la stampa, le parti vengono sepolte nella polvere non ancora sciolta. Se queste polveri rimanenti non vengono completamente ripulite, potrebbero causare molti problemi:
Rischio strutturale: ostruzione da polvere nei canali di raffreddamento o nei canali di flusso interni, che può impedire la fuoriuscita del calore e potenzialmente causare disastri strutturali;
Perdita di prestazioni: i residui di polvere modificano la ruvidità delle superfici degli oggetti, riducendone la resistenza alla corrosione e alla fatica.
Lo spargimento di polvere può causare problemi o il fallimento della missione nel campo degli impianti medici o degli aerei.
Quindi, rimuovere la polvere non è solo una procedura di pulizia; è anche una componente importante per assicurarsi che le parti funzionino correttamente.
2, Problemi e pericoli di danneggiamento che si presentano durante il processo di rimozione della polvere
Togliere la polvere è molto importante, ma il processo in sé è difficile e, se eseguito in modo errato, potrebbe danneggiare le parti.
1. Pulire strutture complicate è difficile
La polvere tende ad attaccarsi agli oggetti metallici stampati in 3D in luoghi come pareti sottili, recessi interni e fori che si incrociano. Ad esempio, un certo tipo di testa di iniezione del motore a ossigeno liquido/cherosene ha centinaia di fori di iniezione sfalsati. Ad un certo punto, il tasso di polvere residua della pulizia con flusso d'aria e vibrazioni normali può raggiungere l'8%. Se lo pulisci troppo energicamente, la parete sottile potrebbe piegarsi o il poro potrebbe rompersi a causa dell'eccessiva sollecitazione meccanica.
2. Le proprietà della polvere e la loro efficacia con la procedura
le polveri metalliche variabili hanno dimensioni delle particelle, scorrevolezza e aderenza molto variabili. Ad esempio, la polvere di lega di titanio ha particelle piccole ed è molto reattiva, quindi può reagire con la superficie delle parti. La polvere di lega a base di nichel-, invece, è piuttosto dura e può graffiare la superficie durante la pulizia con vibrazioni. Il pericolo di danni aumenterà notevolmente se viene utilizzato il metodo di rimozione della polvere sbagliato (come flusso d'aria, vibrazioni, ultrasuoni, ecc.) in base alle proprietà della polvere.
3. Svantaggi del fare le cose a mano
Pulire a mano pezzi grandi o precisi non è molto efficace ed è difficile da eseguire bene. Ad esempio, le grandi parti strutturali nel settore aerospaziale hanno tubi interni sia piccoli che grandi. Se li scuoti o li fai vibrare con la mano, potrebbero spostarsi o esercitare troppa tensione su un'area, causando crepe. Inoltre, se gli operatori non utilizzano i giusti dispositivi di protezione, potrebbero respirare polvere metallica durante il lavoro, il che è dannoso per la loro salute.
3, Misure adottate nel settore per fermare e controllare i danni
L’industria ha messo a punto una serie di metodi standardizzati e intelligenti per ridurre il pericolo di danni durante la procedura di rimozione della polvere.
1. Ottimizzazione del design: semplifica la pulizia fin dall'inizio
Progettare per la pulibilità: includere le esigenze di pulizia nella fase di progettazione, compreso il miglioramento degli angoli delle uscite dei canali e la disposizione dei fori di scarico più grandi in modo che la polvere possa fluire naturalmente. Modificando i parametri di progettazione, nel caso di studio di una testa di iniezione del motore, il tasso di residui di polvere è stato ridotto a meno dell'1%.
Migliorare la struttura di supporto: realizzare strutture di supporto nelle sezioni sospese facili da rimuovere in modo che la pulizia non tocchi troppo le parti. Ad esempio, Desktop Metal utilizza la tecnologia del supporto ceramico separabile per evitare che il supporto e le parti aderiscano durante il processo di sinterizzazione.
2. Nuovi modi di fare le cose: rendi la pulizia più rapida e accurata
Sistema per la pulizia automatica della polvere: il sistema TCB-100 di Zhejiang Tuobo pulisce enormi sezioni di polvere in modo rapido e semplice utilizzando una combinazione di rotazione tridimensionale a 360- gradi, vibrazione e flusso d'aria ad alta pressione. Ciò riduce la necessità che le persone svolgano il lavoro. Questa tecnica può far risparmiare il tempo di pulizia del 90% e ridurre la possibilità di danneggiare le parti.
Shock a ultrasuoni e gas inerte: per gli oggetti di precisione, la vibrazione ultrasonica a bassa-frequenza e lo shock a gas inerte possono eliminare una piccolissima quantità di polvere rimanente senza danneggiare la superficie. Ad esempio, durante la realizzazione di impianti ortopedici, la frequenza della pulizia a ultrasuoni deve essere regolata esattamente in base alla dimensione delle particelle di polvere per evitare un'eccessiva forza di impatto delle bolle.
3. Rilevamento e feedback: un sistema-a circuito chiuso per la qualità della pulizia
Tecnologia di rilevamento CT: dopo la pulizia, la CT industriale scansiona l'interno delle parti per individuare eventuali residui di polvere o problemi strutturali. Attraverso un meccanismo di feedback CT, una certa azienda aerospaziale ha aumentato il tasso di approvazione dal 70% al 99%.
Creazione di un database: creare un database con informazioni su diversi materiali, fattori geometrici e tecniche di pulizia in modo che qualsiasi produzione futura possa seguire le stesse linee guida. Ad esempio, Liantai Technology ha realizzato un pacchetto di parametri del processo di pulizia per la tecnologia SLM che funziona con materiali come la lega di titanio e la lega di alluminio.