Làm cách nào để loại bỏ bột khỏi các bộ phận in 3D kim loại có cấu trúc bên trong phức tạp?

一, Khó khăn kỹ thuật khi lấy bột ra khỏi hệ thống nội thất phức tạp
Không dễ dàng để có được cấu trúc
Các cấu trúc phức tạp như mạng đỡ, vi kênh hoặc khoang bên trong có thể có sự phân bố ba chiều phức tạp của các tuyến bột và khó có thể tiếp cận tất cả chúng bằng các phương pháp thổi hoặc rung thông thường. Ví dụ, thiết bị kết hợp giữa các đốt sống có thể dày hơn 20 mm và có cấu trúc xốp giúp bột dễ dàng tích tụ thành các lớp sâu, tạo ra "điểm mù".
Độ bám dính mạnh của bột
Khi in ở nhiệt độ cao, các hạt bột kim loại có thể bị nóng chảy hoặc oxy hóa một phần, tạo ra các nhóm nhỏ bám vào bên trong lỗ chân lông, khiến chúng khó loại bỏ hơn. Ví dụ, bột hợp kim titan có thể phản ứng với oxy ở nhiệt độ cao để tạo thành lớp oxit. Điều này làm cho bột bám dính tốt hơn vào bề mặt.
Rủi ro bảo mật rất cao
Bột kim loại như titan và nhôm có thể bắt lửa và phát nổ. Điều quan trọng là phải theo dõi chặt chẽ nồng độ oxy và bụi trong quá trình loại bỏ bột để tránh cháy nổ. Ví dụ, bột titan trong không khí có giới hạn nổ thấp hơn chỉ 20g/m³. Nhấn mạnh
Để tránh ô nhiễm chéo, việc tái chế bột cần phải tìm ra sự cân bằng giữa độ tinh khiết và chi phí. Ví dụ: tỷ lệ thu hồi của hợp kim crom coban và các vật liệu-có giá trị cao khác cần phải trên 95% thì quy trình mới có thể sinh lời.
2, Cách loại bỏ bột lõi và giải pháp công nghệ
1. Làm sạch bằng tia-áp suất cao từ nhiều hướng
Ý tưởng là: Bọc các hạt kim loại giống nhau trong khí nén ở áp suất 0,5–0,6 MPa, tạo xung cho các bộ phận từ các góc khác nhau (chẳng hạn như trục X/Y/Z) và sử dụng lực tác động để xé bột bên trong lỗ chân lông.
Ví dụ về sử dụng:
Thiết bị kết hợp giữa các đốt sống: Một thiết bị phun xoay 360 độ được sử dụng để bao phủ toàn bộ đường đi của bột từ đầu vào đến đầu ra vì nó có tính xốp.
Cốc chứa ổ cối: Các góc vòi tùy chỉnh (chẳng hạn như mũi tiêm xiên 45 độ) được sử dụng để cải thiện hiệu quả làm sạch sâu trên các bề mặt-tích hợp xương không xuyên thấu.
Ưu điểm: Làm sạch rất tốt và thời gian xử lý một mảnh có thể giảm xuống dưới 10 phút. Tỷ lệ thu hồi bột có thể lên tới hơn 90%.
2. Công nghệ giúp chất lỏng chảy bằng cách rung chúng
Nguyên tắc: Các hạt bột ở trạng thái hóa lỏng do rung động tần số-cao (chẳng hạn như 1000–3000Hz). Điều này làm giảm ma sát giữa các hạt và hoạt động với luồng không khí để loại bỏ bột.
Ví dụ về sử dụng:
Các bộ phận có thành mỏng: Đặt các bộ phận trên bệ rung và tận dụng sự cộng hưởng để lấy bột ra khỏi thành.
Vi kênh chéo: Sử dụng rung động và hấp phụ áp suất âm cùng nhau để làm cho bột rơi ra và được thu hồi cùng một lúc.
Lợi ích: Hoạt động tốt trên các cấu trúc nhỏ (chẳng hạn như những cấu trúc có khẩu độ nhỏ hơn 1 mm) và không làm hỏng bề mặt các bộ phận quá nhiều.
3. Làm sạch bằng rung siêu âm
Nguyên lý: Siêu âm tạo ra bọt khí trong chất lỏng, tạo ra các tia siêu nhỏ chạm vào bề mặt bột và tăng tốc độ phân hủy hoặc tách bột.
Ví dụ sử dụng: Cấy ghép y tế: Làm sạch bằng siêu âm được thực hiện trong cồn hoặc nước khử ion để loại bỏ bột còn sót lại và đồng thời làm sạch bề mặt.
Các bộ phận có độ chính xác cao: Để phủ bột có kích thước hạt khác nhau, sóng siêu âm đa tần số (chẳng hạn như sự kết hợp 28kHz+120kHz) được sử dụng.
Lợi ích: Nó có thể loại bỏ các hạt bột có kích thước chỉ vài micron và làm cho bề mặt bớt thô hơn hơn 30% sau khi làm sạch.
4. Hệ thống làm sạch toàn cầu được bảo vệ bằng khí trơ
Đổ đầy hộp găng tay kín bằng khí argon hoặc nitơ để ngăn oxy lọt vào. Sử dụng cánh tay robot để xoay các chi tiết trên nhiều trục khác nhau và làm việc với áp suất phun và rung cao.
Hệ thống làm sạch bằng bột chống cháy nổ TCB-100 được dùng để làm sạch các bộ phận hàng không vũ trụ một cách an toàn, chẳng hạn như các kênh làm mát bên trong của cánh tuabin, ở những nơi không có oxy.
Các phôi rất lớn: Có thể tái chế bột tự động cho các mặt hàng có kích thước lên tới 850 × 850 × 1200mm bằng cách kết nối xe nâng tùy chỉnh và thiết bị hút bột.
Ưu điểm: Thiết kế tích hợp và một hệ thống duy nhất có thể đáp ứng nhu cầu về kích thước của hơn 95% phôi. Chứng nhận chống cháy nổ-đảm bảo rằng hệ thống được sử dụng an toàn.
3, Cải tiến quy trình và chú trọng chất lượng
Kế hoạch dọn dẹp bị phá vỡ
Trong giai đoạn làm sạch sơ bộ, phần lớn bột được loại bỏ nhanh chóng bằng cách sử dụng-phun áp suất cao (với tỷ lệ thu hồi khoảng 80%).
Giai đoạn làm sạch tinh: Quá trình hóa lỏng siêu âm hoặc rung được sử dụng để loại bỏ bột còn sót lại (với tỷ lệ thu hồi trên 95%).
Giai đoạn xác minh: Sử dụng CT scan hoặc nội soi để đảm bảo lỗ chân lông thông thoáng và không có bất kỳ hạt nào.
Tái chế và tái sử dụng bột
Sàng lọc và phân loại: Để giữ cho các hạt lớn không ảnh hưởng đến chất lượng in, hãy phân loại bột thu hồi theo phân bổ kích thước hạt (ví dụ: D50<45 μm).
Kiểm tra thành phần: Sử dụng phân tích quang phổ để kiểm tra xem thành phần hóa học của bột có bị tách ra hay không. Điều này sẽ đảm bảo chất lượng của bột tái sử dụng giống như bột tươi.
Tiêu chuẩn bảo vệ an toàn
Thiết kế có thể chịu được các vụ nổ: ATEX hoặc IECEx phải chứng nhận thiết bị làm sạch bột và phải có hệ thống theo dõi nồng độ oxy và xả áp suất trong trường hợp khẩn cấp.
Vì sự an toàn của chính bạn: Người vận hành nên sử dụng mặt nạ N95,-thiết bị chống tĩnh điện và kính mắt để ngăn bụi xâm nhập vào phổi hoặc chạm vào da.