Hvordan finne ut om 3D-printede metalldeler er fullstendig pulverisert?

一, Pulveret som er igjen fra 3D-trykte metallbiter har skjulte og kumulative egenskaper. I kompliserte strømningskanalkonstruksjoner kan pulver bygge seg opp i "pulverlåsingssoner" på steder der du ikke kan se dem, som osseointegrasjonsgrensesnittet til acetabulære kopper av titanlegering. Hvis pulverresten er tykkere enn 0,1 mm, vil det gjøre det mye vanskeligere for beinet å integreres. Mer farlig er det at aluminiumslegeringspulver kan splittes når det kommer i kontakt med hydrogen under høye-temperaturforhold. I forbrenningskammeret til en spesifikk flymotor kan pulverrester forårsake lokal overoppheting under varmtesting, noe som kan føre til strukturell deformasjon. Disse eksemplene viser at det å finne pulverrester må være en del av hele design-, utskrifts- og etter-prosessen.
2, Et system for fler-deteksjonsteknologier
1. Måter å finne ting på i stor skala
Visuell inspeksjon: bra for åpne strukturelle seksjoner, ser endringer i overflateglans når de utsettes for intenst lys. Hvis det for eksempel er pulver på overflaten av en fusjonsenhet i rustfritt stål som ikke er rengjort, vil den se tåkete ut.
Test av trykk: Bruk en strømningsmåler for å holde øye med lekkasjehastigheten mens du tilfører 0,5 MPa trykkluft til kjølekanalen. For en gitt type turbinblad er standarden for deteksjon en lekkasjehastighet på Mindre enn eller lik 0,1L/min.
2. Teknologi for å oppdage ting på mikroskopisk nivå
CT-skanning for industri: Den kan ta tre-dimensjonale bilder med en oppløsning på 0,01 mm. En bestemt drivstoffinjektor til flymotorer ble sjekket, og det ble funnet at CT-skanning kan finne pulveragglomerater som er 0,05 mm tykke som røntgenfluoroskopi ikke kan se.
Skanneelektronmikroskopi (SEM), når den brukes med energidispersiv spektroskopi (EDS), kan finne pulverpartikler som bare er noen få mikron i størrelse og se på deres kjemiske sammensetning. SEM oppdaget at oksygeninnholdet i rester av pulver var 300 % større enn det i basismaterialet under evaluering av leddproteser av koboltkromlegering.
3. Testing for fysisk ytelse
Termisk konduktivitetstest: Pulveret som er igjen vil senke materialets varmeledningsevne. Testresultatene for en radiator i aluminiumslegering viser at den termiske ledningsevnen går ned med 2,3 % for hver 1 % økning i resthastigheten.
Testing med ultralyd: Denne metoden gir en følsomhet på 92 % for å finne pulveragglomerasjon i titanlegeringsbraketttesting ved å bruke lydhastighetsdempningskoeffisienten for å finne interne feil.
3, Forbedre prosesser og stoppe problemer før de oppstår
1. Forebygging i prosjekteringsfasen
Forbedring av pulverutslippsbanen: Bruk av simuleringsdesign for væskedynamikk for å lage en avsmalnende strømningskanal som lar pulveret strømme ut naturlig under tyngdekraften. Optimaliseringsforekomsten av et bestemt forbrenningskammer for flymotorer illustrerer at endring av vinkelen på strømningskanalen fra 60 grader til 45 grader kan gjøre rengjøringen av pulveret 40 % mer effektiv.
Design for rensbart pulver: På viktige steder, hold pulverrensende porer med en diameter på mer enn 0,8 mm. Designendringen til et bestemt ortopedisk implantat har kuttet tiden det tar å rense pulveret manuelt fra 120 minutter til 15 minutter.
2. Kontroll av utskriftsparametere
Optimalisering av tykkelsen på lagene: Endring av lagtykkelsen fra 50 μm til 30 μm kan bidra til å stoppe pulverbrodannelse. En test av utskrift av en bestemt modell av rakettmotordyse viste at tynn-lagsutskrift reduserer mengden pulver som er igjen med 65 %.
Bedre støttestruktur: Ved å bruke en punktmatrisestøtte i stedet for en solid kuttes støttevolumet til et gitt turbinblad med 70 % og gjør det 50 % lettere å rengjøre pulveret.
3. Nye ideer innen-etterbehandlingsteknologier
To-påvirkning av inert gass: Ved å endre retningen på gassstrømmen ved et trykk på 0,6 MPa, indikerte pulverrensetesten av et visst romfartsventilhus at denne metoden reduserte resthastigheten fra 3,2 % til 0,5 %.
Hjelp med ultralydvibrasjoner: Ultralydvibrasjoner ved 20 kHz kan svekke bindingen mellom pulver og underlag med 60 % og redusere tiden det tar å rense pulver til en-femtedel av hva det pleide å være.
4, standarder for industrien og kvalitetskontroll
1. ASTM F3303 internasjonale standardsystem. Det bør ikke være mer enn 0,5 mg/cm² pulverrester i medisinske implantater. CT-skanning og løsemiddelekstraksjon er to måter å finne ut av dette på.
ISO/ASTM 52921: For romfartsdeler må kvalifiseringsgraden for pulverrengjøring være 99,99 %, og dette kontrolleres ved bruk av sannsynlighetsprøvemetoden.
2. Kvalitetskontroll på bedriftsnivå
Administrere en database: Et visst luftfartsproduksjonsselskap bygde et bibliotek med 2000 sett med data om pulverrenseprosesser og brukte maskinlæringsmodeller for å finne ut de beste pulverrenseinnstillingene for forskjellige materialer.
System for digital sporbarhet: RFID-brikker holder styr på renseprosessen for hver del, noe som gjør det mulig å spore hele prosessen fra utskrift til deteksjon.