Hvordan fjerne pulver fra 3D-trykte metalldeler med komplekse interne strukturer?

一, Den tekniske vanskeligheten med å ta pulver ut av kompliserte interiørsystemer
Ikke lett å komme til strukturen
Komplekse strukturer som gitterstøtter, mikrokanaler eller indre hulrom kan ha en tre-dimensjonal kronglete fordeling av pulverruter, og det kan være vanskelig å nå dem alle med typiske blåse- eller vibrasjonsmetoder. Den intervertebrale fusjonsanordningen, for eksempel, kan være mer enn 20 mm tykk og ha en porøs konstruksjon som gjør det lett for pulver å bygge seg opp i dype lag, og skape "blinde flekker".
Sterk vedheft av pulver
Ved utskrift ved høye temperaturer kan metallpulverpartikler delvis smelte eller oksidere, og generere små grupper som fester seg til innsiden av porene, noe som gjør dem vanskeligere å fjerne. For eksempel kan titanlegeringspulver reagere med oksygen ved høye temperaturer for å danne et oksidlag. Dette gjør at pulveret fester seg bedre til underlaget.
Svært høy risiko for sikkerhet
Pulvere av metaller som titan og aluminium kan ta fyr og eksplodere. Det er viktig å holde nøye øye med nivåene av oksygen og støv under pulverfjerningsprosessen for å unngå brann eller eksplosjoner. For eksempel har titanpulver i luft en nedre eksplosjonsgrense på bare 20g/m³. Stress
For å unngå kryss-kontaminering må resirkulering av pulver finne en balanse mellom renhet og kostnad. For eksempel må gjenvinningsgraden for koboltkromlegeringer og andre høy-materialer være over 95 % for at prosessen skal være lønnsom.
2, Hvordan fjerne kjernepulver og den teknologiske løsningen
1. Høytrykksstrålerengjøring- fra mange retninger
Ideen er: Pakk inn samme type metallpartikler i trykkluft ved 0,5–0,6 MPa, pulsstråle delene fra forskjellige vinkler (som X/Y/Z-aksen), og bruk slagkraft for å rive fra hverandre pulveret inne i porene.
Eksempel på bruk:
Intervertebral fusjonsenhet: En 360 graders roterende sprayarmatur brukes til å dekke hele banen til pulveret fra innløp til utgang siden det er porøst.
Acetabulær kopp: Tilpassede dysevinkler (for eksempel 45 graders skrå injeksjon) brukes for å forbedre dyprensende effekter på ikke-gjennomtrengende osseointegrasjonsgrensesnitt.
Fordeler: Veldig god til å rengjøre, og tiden det tar å behandle ett stykke kan kuttes ned til mindre enn 10 minutter. Pulvergjenvinningsgraden kan være mer enn 90%.
2. Teknologi som hjelper væsker til å strømme ved å vibrere dem
Prinsipp: Pulverpartiklene er i fluidisert tilstand på grunn av høyfrekvente vibrasjoner (som 1000–3000Hz). Dette senker friksjonen mellom partikler og jobber med luftstrøm for å kvitte seg med pulveret.
Eksempel på bruk:
Deler med tynne vegger: Sett delene på en vibrasjonsplattform og bruk resonans for å få pulveret av veggen.
Kryssmikrokanal: Bruker vibrasjon og adsorpsjon under negativt trykk sammen for å få pulver til å kaste og bli gjenvunnet på samme tid.
Fordeler: Fungerer godt på små strukturer (som de med en åpning på mindre enn 1 mm) og skader ikke delenes overflater for mye.
3. Rengjøring med ultralydvibrasjoner
Prinsipp: Ultralyd skaper kavitasjon i væske, som skaper en mikrostråle som treffer overflaten av pulveret og påskynder dets oppløsning eller separasjon.
Eksempel på bruk: Medisinske implantater: Ultralydrengjøring gjøres i alkohol eller avionisert vann for å kvitte seg med pulverrester og rengjøre overflaten samtidig.
Høypresisjonsdeler: For å dekke pulver med varierende partikkelstørrelser, brukes multi-ultralydbølger (for eksempel en 28kHz+120kHz-kombinasjon).
Fordeler: Den kan kvitte seg med pulverpartikler som bare er noen få mikron store og gjøre overflater mindre ru med mer enn 30 % etter rengjøring.
4. Et globalt rensesystem som er beskyttet av inert gass
Fyll en forseglet hanskeboks med argon eller nitrogengass for å holde oksygen ute. Bruk en robotarm til å rotere brikkene på forskjellige akser, og arbeid med høytrykkssprøyting og vibrasjon.
Det eksplosjonssikre pulverrensesystemet TCB-100 brukes til å rengjøre romfartsdeler på en sikker måte, som de interne kjølekanalene til turbinblader, på steder uten oksygen.
Svært store arbeidsstykker: Automatisert pulvergjenvinning er mulig for gjenstander som er opptil 850 × 850 × 1200 mm store ved å koble til spesialtilpassede gaffeltrucker og pulversugeutstyr.
Fordeler: Integrert design og ett enkelt system kan møte størrelsesbehovet til mer enn 95 % av arbeidsstykkene. Eksplosjonssikker-sertifisering sørger for at systemet er trygt å bruke.
3, Forbedre prosesser og holde øye med kvalitet
En ryddeplan som er brutt opp
Under grovrengjøringsstadiet fjernes det meste av pulveret raskt ved hjelp av høytrykkssprøyting (med en gjenvinningsgrad på omtrent 80 %).
Finrengjøringsstadiet: Ultralyd- eller vibrasjonsfluidisering brukes for å kvitte seg med pulverrester (med en gjenvinningsgrad på over 95%).
Verifikasjonsstadium: Bruk CT-skanning eller endoskopi for å sikre at porene er klare og fri for partikler.
Resirkulering og gjenbruk av pulver
Siling og gradering: For å forhindre at store partikler påvirker utskriftskvaliteten, sorter det gjenvunnede pulveret etter partikkelstørrelsesfordeling (for eksempel D50<45 μm).
Sammensetningstesting: Bruk spektralanalyse for å sjekke om pulverets kjemiske sammensetning er separert. Dette vil sørge for at kvalitetene til det gjenbrukte pulveret er de samme som det ferske pulveret.
Standarder for sikkerhetsbeskyttelse
Design som tåler eksplosjoner: ATEX eller IECEx skal sertifisere pulverrenseutstyret, og det skal ha systemer som overvåker oksygennivået og slipper trykket i en nødssituasjon.
For din egen sikkerhet: Operatører bør bruke N95-masker, anti-statisk utstyr og briller for å forhindre at støv kommer inn i lungene eller berører huden.