Metal 3D baskı sonrası kalan toz nasıl temizlenir?

Örneğin, kalan tozun temizlenmesiyle ilgili temel sorun, teknoloji, güvenlik ve maliyet arasındaki üçlü{0}}savaştır.
Metal 3D baskıdaki toz temizleme sorunu, farklı proses özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Örneğin, Seçici Lazer Eritme (SLM) teknolojisiyle, bir lazer üç-boyutlu bir yapı oluşturmak için metal tozunu eritir ve oluşturur. Ancak tamamen erimemiş olan toz, parçanın yüzeyine yapışacak veya içindeki gözeneklerde kalacaktır. Bu arta kalan granüller tamamen temizlenmezse üç büyük soruna yol açacaktır:
Performansla ilgili sorunlar: Artık toz, iç akış kanallarını tıkayabilir, parçaların yoğunluğunu azaltabilir ve hatta çatlaklara yol açabilecek gerilimin oluşmasına neden olabilir. Örneğin bir uçak motorunun türbin kanatlarında toz kalması durumunda ömrü yarı yarıya veya daha fazla azalabilir.
Güvenlik riski: Titanyum tozu ve alüminyum tozu gibi aktif metal tozları havada kolayca oksitlenebilir ve bu da onların patlamasına neden olabilir. İstatistikler, metal 3D baskı atölyelerindeki güvenlik kazalarının %32'sinin tozun düzgün şekilde temizlenmemesinden kaynaklandığını gösteriyor.
Maliyetler kontrolden çıktı: Büyük parçaların elle temizlenmesi onlarca saat sürüyor ve toz geri kazanım oranı %60'ın altında, bu da malzeme maliyetinin çok artmasına neden oluyor. Bir defasında, araba parçaları üreten bir şirket, toz temizleme işlemi çok etkili olmadığı için her bir ünite için 12.000 yuan daha fazla ödemek zorunda kaldı.
2, Aşamalı temizleme prosedürü: genişten inceliğe kadar sürecin tam kontrolü
Sektör, hem tozun uzaklaştırılma hızını hem de sürecin verimliliğini artırmak için "üç-seviyeli bir temizleme sistemi" geliştirdi. Bunun nedeni, farklı baskı aşamaları ve parça kalitelerinin farklı temizlik türleri gerektirmesidir.
1. Temel temizlik: baskı bölmesindeki geri dönüşüm tozu
Baskı tamamlandıktan sonra parçalar hâlâ toz yatağında gömülü durumda ve otomatik ekipmanla toplanması gerekiyor:
Vakumlu toz emme sistemi: Toz yatağının yüzeyinden tozu hızla toplamak için negatif basınçlı adsorpsiyon teknolojisi ve ayarlanabilir emme nozülleri kullanır. Örneğin, belirli bir cihaz, çok-aşamalı bir filtreleme sistemi kullanarak erimemiş tozun %95'inden fazlasını geri alabilir. Toz parçacıklarının boyut dağılımı orijinal tozla aynıdır.
Titreşim taraması masası: Aldığınız tozu tekrar titreşimli bir eleğe koyun ve çok büyük olan tozu ayırmak için yüksek-frekanslı titreşim kullanın. Belirli bir tıbbi implant üreticisi tarafından tozun saflığını ISO 13485 tıbbi standardı olan %99,9'a çıkarmak için ultrasonik titreşimli bir elek kullanılır.
2. Ara temizlik: Yüzeydeki ve parçaların gözeneklerindeki tozun giderilmesi
Yüzeyde ve sığ gözeneklerde parçacık bulunan parçalar için fiziksel ve kimyasal temizleme prosedürlerinin bir karışımı gereklidir:
Yüksek-basınçlı jet temizliği: Aynı türdeki metal parçacıkları sarmak için 0,5–0,6 MPa basınçlı hava kullanın ve parçalara vurarak parçaların yüzeyini temizleyin. Belli bir ortopedik implant üreticisi, intervertebral füzyon cihazındaki gözenek tozunun %98'ini çeşitli açılardan püskürterek ortadan kaldırmayı başardı. Yüzey pürüzlülüğü Ra 0,8 μm'ye düşürüldü.
Ultrasonik titreşimlerle temizleme: Parçaları özel bir temizleme solüsyonuna koyun ve toz ile parça yüzeyi arasındaki bağı kırmak için 20kHz'in üzerinde yüksek-frekanslı titreşim kullanın. Ultrasonik temizleme, bir uçak motoru kanadı üreticisi tarafından, bıçağın iç akış kanalında kalan toz miktarını 0,5 g'dan 0,02 g'a düşürmek için kullanılır.
Buhar banyosu ile temizlik: Yağ lekelerinin ve toz karışımlarının buharla temizlenmesinde halojenli hidrokarbon organik solventler kullanılır. Araç vites kutusu milleri üreten belirli bir şirket, parçaları NAS seviye 6 temizliğine göre temizlemek için buhar banyoları kullandı.
3. Daha yüksek düzeyde temizlik: Karmaşık yapısal parçaların içindeki parçacıkların derinlemesine uzaklaştırılması
Havacılık ve uzay sektöründe, iç parçacıkların büyük ve karmaşık yapısal parçalardan tamamen uzaklaştırılması için özel ekipmanlara ihtiyaç duyulmaktadır.
360 derece çok eksenli dönen platform, bir servo motorla çalıştırılır ve yüksek frekansta (dakikada 25 defaya kadar) titreşir. Bu, derin delikler ve iç boşluklar gibi karmaşık akış kanallarından tozun temizlenmesi için gereken süreyi %90 oranında azaltır. Örneğin Huashu High Tech FS-PBS-12M döner toz temizleme masası, 1530mm × 1530mm × 1700mm boyutlarındaki iş parçalarını temizleyebilir ve tozun %99'unu temizleyebilir.
Patlamaya karşı korumalı toz temizleme sistemi: Titanyum ve alüminyum tozu gibi yanıcı ve patlayıcı tozlar için tamamen inert gaz korumalı tasarıma sahiptir, oksijen seviyesini gerçek zamanlı olarak takip eder ve alarm özelliği içerir. Tuobo Katkı Maddesi TCB-300 Patlamaya Dayanıklı Toz Temizleme Sistemi, ulusal otoriteler tarafından onaylanmıştır ve toz geri kazanım oranını %90'ın üzerine çıkarırken personeli güvende tutabilir.
3. Endüstri İnovasyon Trendi: Değişimi Yönlendiren İki Güç: Zeka ve Yeşillendirme
Metal 3D baskı büyüdükçe ve daha doğru hale geldikçe, artık toz temizleme teknolojisi iki yeni trend gösteriyor:
Akıllı temizleme sistemi: Toz dağıtımını simüle etmek ve en iyi temizleme yollarını bulmak için dijital ikiz teknolojisini kullanın. "Bir makinenin birçok şeyi yapabilmesi" için titreşim frekansını ve enjeksiyon basıncını otomatik olarak değiştirmek için yapay zeka algoritmalarını kullanın. Örneğin bir şirket, parçaların CAD modellerine dayalı olarak temizleme planlarını otomatik olarak yapabilen akıllı bir toz temizleme sistemi kurdu. Bu, temizliği %40 daha verimli hale getirir.
Yeşil tozun geri dönüştürülmesi: Toz atıklarını azaltmak amacıyla tüm "toz temizleme, eleme, kurutma ve geri dönüşüm" süreci için-kapalı bir döngü sistemi oluşturun. Belirli bir havacılık parçaları üreticisi, toz geri dönüşüm teknolojisini kullanarak, her bir parçada kullanılan toz miktarını %65, açığa çıkan toz miktarını ise %90 oranında azalttı.
4, Standartlar ve normlar: işletmelerin yaptıklarından tüm sektörün üzerinde mutabakata vardıkları şeylere kadar
Endüstri, toz temizleme gerekliliklerinin eksik olması sorununun üstesinden gelmek için tutarlı standartların oluşturulması için baskı yapıyor:
ASTM F3301 standardı, metal 3D baskılı öğelerin yüzeylerinin temizliğinin nasıl sınıflandırılacağını açıkça ortaya koyuyor ve farklı durumlarda geride bırakılabilecek toz kalıntısı miktarına ilişkin sınırlar koyuyor.
ISO/ASTM 52921 Yönergeleri: Oksijen seviyelerinin nasıl kontrol edileceği ve ekipmanın patlamaya- dayanıklı olduğundan nasıl emin olunacağı gibi, toz temizleme ekipmanı için güvenli çalıştırma talimatları verin.
İşletmenin tamamı için standartlar: Örneğin, Huashu High Tech, doğru ekipmanın seçilmesinden doğru proses parametrelerinin ayarlanmasına kadar prosesin tüm adımlarını içeren "Metal 3D Baskı Tozu Temizleme Teknik Şartnamesini" oluşturmuştur.