Làm cách nào để xác định xem các bộ phận in 3D kim loại đã được khử bột hoàn toàn hay chưa?

一,Bột còn sót lại từ các mảnh kim loại in 3D có các đặc tính tiềm ẩn và tích lũy. Trong các cấu trúc kênh dòng chảy phức tạp, bột có thể tích tụ thành "vùng khóa bột" ở những nơi bạn không thể nhìn thấy, chẳng hạn như bề mặt tích hợp xương của cốc cối bằng hợp kim titan. Nếu lớp bột còn sót lại dày hơn 0,1mm sẽ khiến xương khó tích hợp hơn rất nhiều. Nguy hiểm hơn, bột hợp kim nhôm có thể bị phân tách khi tiếp xúc với hydro ở điều kiện nhiệt độ-cao. Trong buồng đốt của một động cơ hàng không cụ thể, bột còn sót lại có thể gây quá nhiệt cục bộ trong quá trình thử nghiệm nóng, có thể dẫn đến biến dạng cấu trúc. Những ví dụ này cho thấy rằng việc tìm kiếm cặn bột cần phải là một phần của toàn bộ quá trình thiết kế, in ấn và-xử lý hậu kỳ.
2, Hệ thống dành cho-công nghệ phát hiện đa chiều
1. Cách tìm đồ vật trên quy mô lớn
Kiểm tra bằng mắt: tốt cho các phần kết cấu hở, quan sát sự thay đổi độ bóng bề mặt khi tiếp xúc với ánh sáng mạnh. Ví dụ, nếu có bột trên bề mặt của thiết bị nhiệt hạch giữa các thân bằng thép không gỉ chưa được làm sạch, nó sẽ trông có sương mù.
Kiểm tra áp suất: Sử dụng đồng hồ đo lưu lượng để theo dõi tốc độ rò rỉ trong khi cấp khí nén 0,5MPa vào kênh làm mát. Đối với một loại cánh tuabin nhất định, tiêu chuẩn để phát hiện là tốc độ rò rỉ Nhỏ hơn hoặc bằng 0,1L/phút.
2. Công nghệ phát hiện sự vật ở cấp độ vi mô
Quét CT dành cho ngành: Nó có thể chụp ảnh ba chiều-với độ phân giải 0,01mm. Chúng tôi đã kiểm tra một kim phun nhiên liệu của động cơ máy bay và phát hiện ra rằng quét CT có thể tìm thấy các chất kết tụ dạng bột dày 0,05mm mà phương pháp soi huỳnh quang tia X-không thể nhìn thấy.
Kính hiển vi điện tử quét (SEM), khi được sử dụng với Quang phổ tán sắc năng lượng (EDS), có thể tìm thấy các hạt bột có kích thước chỉ vài micron và xem xét thành phần hóa học của chúng. SEM phát hiện ra rằng hàm lượng oxy trong bột còn sót lại lớn hơn 300% so với vật liệu cơ bản khi đánh giá khớp giả bằng hợp kim crom coban.
3. Kiểm tra hiệu suất thể chất
Kiểm tra độ dẫn nhiệt: Bột còn sót lại sẽ làm giảm độ dẫn nhiệt của vật liệu. Kết quả thử nghiệm đối với bộ tản nhiệt bằng hợp kim nhôm cho thấy độ dẫn nhiệt giảm 2,3% khi tỷ lệ dư tăng lên 1%.
Kiểm tra bằng siêu âm: Phương pháp này mang lại độ nhạy 92% trong việc phát hiện sự kết tụ bột trong thử nghiệm khung hợp kim titan bằng cách sử dụng hệ số suy giảm vận tốc âm thanh để tìm ra các lỗi bên trong.
3, Cải tiến quy trình và ngăn chặn sự cố trước khi chúng xảy ra
1. Phòng ngừa trong giai đoạn thiết kế
Cải thiện đường xả bột: Sử dụng thiết kế mô phỏng động lực học chất lỏng để tạo kênh dòng chảy côn cho phép bột chảy ra một cách tự nhiên dưới lực hấp dẫn. Ví dụ tối ưu hóa của một buồng đốt động cơ hàng không nhất định minh họa rằng việc thay đổi góc của kênh dòng chảy từ 60 độ đến 45 độ có thể giúp việc làm sạch bột hiệu quả hơn 40%.
Thiết kế dạng bột có thể làm sạch: Ở những vị trí quan trọng, giữ bột làm sạch lỗ chân lông có đường kính trên 0,8 mm. Việc thay đổi thiết kế đối với một thiết bị cấy ghép chỉnh hình nhất định đã cắt giảm thời gian làm sạch bột theo cách thủ công từ 120 phút xuống còn 15 phút.
2. Kiểm soát thông số in
Tối ưu hóa độ dày của các lớp: Thay đổi độ dày lớp từ 50 μm thành 30 μm có thể giúp ngăn chặn hiện tượng kết dính bột. Thử nghiệm in một mẫu vòi phun động cơ tên lửa nhất định cho thấy rằng việc in lớp mỏng giúp giảm lượng bột còn sót lại tới 65%.
Cấu trúc hỗ trợ tốt hơn: Sử dụng giá đỡ ma trận điểm thay vì giá đỡ đặc giúp giảm 70% thể tích hỗ trợ của một cánh tuabin nhất định và giúp làm sạch bột dễ dàng hơn 50%.
3. Những ý tưởng mới về công nghệ xử lý hậu kỳ
Tác động của khí trơ hai chiều: Thay đổi hướng của dòng khí ở áp suất 0,6 MPa, thử nghiệm làm sạch bột của thân van hàng không vũ trụ nhất định cho thấy phương pháp này cắt giảm tỷ lệ cặn từ 3,2% xuống 0,5%.
Hỗ trợ rung siêu âm: Rung siêu âm ở tần số 20kHz có thể làm suy yếu 60% liên kết giữa bột và chất nền và giảm thời gian làm sạch bột xuống còn-1/5 so với trước đây.
4, Tiêu chuẩn ngành và kiểm soát chất lượng
1. Hệ thống tiêu chuẩn quốc tế ASTM F3303 Không được có quá 0,5mg/cm2 bột còn sót lại trong cấy ghép y tế. Quét CT và chiết dung môi là hai cách để tìm ra điều này.
ISO/ASTM 52921: Đối với các bộ phận hàng không vũ trụ, tỷ lệ chất lượng làm sạch bằng bột phải là 99,99% và điều này được kiểm tra bằng phương pháp lấy mẫu xác suất.
2. Kiểm soát chất lượng ở cấp doanh nghiệp
Quản lý cơ sở dữ liệu: Một công ty sản xuất hàng không nào đó đã xây dựng một thư viện gồm 2000 bộ dữ liệu về quy trình làm sạch bột và sử dụng các mô hình học máy để tìm ra cài đặt làm sạch bột tốt nhất cho các vật liệu khác nhau.
Hệ thống truy xuất nguồn gốc kỹ thuật số: Thẻ RFID theo dõi quá trình làm sạch cho từng bộ phận, giúp có thể theo dõi toàn bộ quá trình từ in ấn đến phát hiện.