כיצד לנקות שאריות אבקה לאחר הדפסת תלת מימד מתכת?

一, הבעיה העיקרית בניקוי שאריות אבקה היא המאבק המשולש-בין טכנולוגיה, בטיחות ועלות.
סוגיית ניקוי האבקה בהדפסת תלת מימד מתכת נובעת מתכונות התהליך המובהקות שלה. לדוגמה, עם טכנולוגיית ה-Selective Laser Melting (SLM), לייזר נמס ובונה אבקת מתכת ליצירת מבנה תלת-מימדי. עם זאת, אבקה שלא נמסה לחלוטין תידבק לפני השטח של החלק או תישאר בנקבוביות שבתוכו. אם שאריות הגרגירים הללו לא ינוקו לחלוטין, הן יגרמו לשלוש בעיות גדולות:
בעיות בביצועים: אבקה שארית יכולה לחסום תעלות זרימה פנימיות, להוריד את צפיפות החלקים, ואף לגרום להצטברות מתח, מה שעלול להוביל לסדקים. לדוגמה, אם יש שאריות אבקה על להבי הטורבינה של מנוע מטוס, תוחלת החיים שלה עשויה להיחתך בחצי או יותר.
סיכון לבטיחות: אבקות מתכת פעילות כמו אבקת טיטניום ואבקת אלומיניום יכולות להתחמצן בקלות באוויר, מה שעלול לגרום להן להתפוצץ. הסטטיסטיקה מראה ש-32% מתקלות הבטיחות בסדנאות הדפסת תלת מימד מתכת קורות בגלל שהאבקה לא מנוקה כראוי.
העלויות יצאו משליטה: ניקוי חלקים גדולים ביד לוקח עשרות שעות, ושיעור שחזור האבקה נמוך מ-60%, מה שגורם לעלות החומרים לעלות בהרבה. פעם אחת, חברה מסוימת שמייצרת רכיבי רכב נאלצה לשלם 12,000 יואן יותר עבור כל יחידה מאחר שתהליך ניקוי האבקה לא היה יעיל במיוחד.
2, הליך ניקיון שלב: שליטה מלאה בתהליך מרחב ועד דק
התעשייה המציאה "מערכת ניקוי בשלוש-רמות" כדי להגביר הן את קצב הסרת האבקה והן את יעילות התהליך. הסיבה לכך היא ששלבי הדפסה שונים ואיכויות חלקים מצריכים סוגים שונים של ניקוי.
1. ניקוי בסיסי: מיחזור אבקה בתוך תא ההדפסה
לאחר סיום ההדפסה, החלקים עדיין קבורים במיטת האבקה ויש לאסוף אותם עם ציוד אוטומטי:
מערכת שאיבת אבקת ואקום: משתמשת בטכנולוגיית ספיחה בלחץ שלילי ובחרירי יניקה מתכווננים כדי לאסוף במהירות אבקה מפני השטח של מיטת האבקה. לדוגמה, מכשיר מסוים יכול להחזיר יותר מ-95% מהאבקה הבלתי מומסת באמצעות מערכת סינון רב-שלבית. חלוקת הגודל של חלקיקי האבקה זהה לאבקה המקורית.
טבלה להקרנת רטט: הכנס את האבקה שקיבלת בחזרה למסך רוטט והשתמש ברטט בתדר- גבוה כדי להפריד את האבקה שגדולה מדי. מסך רטט קולי משמש יצרן מסוים של שתלים רפואיים כדי להעלות את טוהר האבקה ל-99.9%, שהוא התקן הרפואי ISO 13485.
2. ניקוי ביניים: סילוק האבקה על פני השטח ובנקבוביות החלקים
יש צורך בשילוב של הליכי ניקוי פיזיקליים וכימיים עבור חלקים עם חלקיקים על פני השטח ובנקבוביות רדודות:
ניקוי בלחץ- גבוה: השתמש באוויר דחוס בקצב של 0.5-0.6 MPa כדי לעטוף את אותו סוג של חלקיקי מתכת ולנקות את פני החלקים על ידי פגיעה בהם. יצרן שתלים אורטופדי מסוים הצליח להיפטר מ-98% מאבקת הנקבוביות במכשיר ההיתוך הבין חולייתי על ידי ריסוסה ממספר זוויות. חספוס פני השטח נחתך ל-Ra 0.8 מיקרומטר.
ניקוי עם רעידות קוליות: הכניסו את החלקים לתמיסת ניקוי ספציפית והשתמשו ברטט- בתדירות גבוהה מעל 20kHz כדי לשבור את הקשר בין האבקה למשטח החלקים. ניקוי אולטראסוני משמש על ידי יצרן אחד של להבי מנועי מטוסים כדי להוריד את כמות האבקה שנותרה בתעלת הזרימה הפנימית של הלהב מ-0.5 גרם ל-0.02 גרם.
ניקוי באמבט אדים: ממיסים אורגניים פחמימנים הלוגנים משמשים לניקוי כתמי שמן ותערובות אבקה בקיטור. חברה מסוימת שמייצרת פירי תיבת הילוכים לרכב השתמשה באמבטיות אדים כדי לנקות את החלקים לניקיון NAS ברמה 6.
3. ניקוי ברמה גבוהה יותר: הסרה עמוקה של חלקיקים מבפנים חלקי מבנה מסובכים
בתחום התעופה והחלל, יש צורך בציוד מיוחד כדי להסיר לחלוטין חלקיקים פנימיים מחלקים מבניים גדולים ומסובכים.
הפלטפורמה המסתובבת מרובת הצירים ב-360 מעלות- מופעלת על ידי מנוע סרוו ורוטטת בתדירות גבוהה (עד 25 פעמים בדקה). זה מקצר את הזמן שלוקח לנקות אבקה מערוצי זרימה מורכבים כמו חורים עמוקים וחללים פנימיים ב-90%. שולחן ניקוי האבקה הסיבובי של Huashu High Tech FS-PBS-12M, למשל, יכול לנקות חלקי עבודה בגודל 1530 מ"מ × 1530 מ"מ × 1700 מ"מ ולהסיר 99% מהאבקה.
מערכת ניקוי אבקה בטוחה מפני פיצוצים: עבור אבקות דליקות ונפיצות כמו טיטניום ואבקת אלומיניום, יש לה עיצוב הגנה על גז אינרטי לחלוטין, שומרת עין על רמת החמצן בזמן אמת וכוללת תכונת אזעקה. מערכת ניקוי האבקה מוגנת לפיצוץ TCB-300 Tuobo Additive מאושרת על ידי הרשויות הלאומיות ויכולה לשמור על בטיחות העובדים תוך הגדלת שיעור שחזור האבקה ליותר מ-90%.
3. מגמת חדשנות בתעשייה: שני כוחות המניעים שינוי: מודיעין וירוק
ככל שהדפסת תלת מימד מתכת נעשית גדולה יותר ומדויקת יותר, טכנולוגיית ניקוי שאריות אבקה מציגה שתי מגמות חדשות:
מערכת ניקוי חכמה: השתמש בטכנולוגיית התאומים הדיגיטליים כדי לדמות הפצת אבקה ולמצוא את נתיבי הניקוי הטובים ביותר. השתמש באלגוריתמי AI כדי לשנות אוטומטית את תדירות הרטט ולחץ ההזרקה, כך ש"מכונה אחת יכולה לעשות הרבה דברים". לדוגמה, חברה בנתה מערכת ניקוי אבקה חכמה שיכולה להכין באופן אוטומטי תוכניות ניקוי המבוססות על דגמי CAD של חלקים. זה עושה את הניקוי יעיל יותר ב-40%.
מיחזור אבקה ירוקה: צור מערכת לולאה סגורה- לכל תהליך "ניקוי אבקה, סינון, ייבוש ומיחזור" כדי לצמצם את פסולת האבקה. באמצעות טכנולוגיית מיחזור אבקה, יצרן מסוים של חלקי תעופה צמצם את כמות האבקה המשמשת בכל חלק ב-65% ואת כמות האבק המשתחררת ב-90%.
4, תקנים ונורמות: ממה שעסקים עושים ועד מה שכל התעשייה מסכימה עליו
התעשייה דוחפת ליצירת סטנדרטים עקביים כדי להתמודד עם הבעיה של דרישות חסרות לניקוי אבקה:
תקן ASTM F3301 מבהיר כיצד לסווג את הניקיון של משטחי מתכת מודפסים בתלת מימד ומגדיר מגבלות על כמות שאריות האבקה שיכולה להישאר מאחור במצבים שונים.
הנחיות ISO/ASTM 52921: תן הוראות הפעלה בטוחות עבור ציוד לניקוי אבקה, כגון כיצד לבדוק רמות חמצן ולוודא שהציוד חסין פיצוץ-.
סטנדרטים לכל העסק: למשל, Huashu High Tech יצרה את "המפרט הטכני לניקוי אבקת הדפסה תלת מימדית מתכת", הכולל את כל שלבי התהליך, מבחירת הציוד הנכון ועד קביעת פרמטרי התהליך הנכונים.