Có sự khác biệt nào trong phương pháp loại bỏ bột đối với các bộ phận in kim loại được làm từ các vật liệu khác nhau không?

一, Logic cơ bản của quá trình loại bỏ hạt dựa trên chất lượng của vật liệu.
1. Hợp kim titan: hoạt động cao cần được bảo vệ khỏi môi trường trơ
Khi hợp kim titan (như Ti6Al4V) nóng lên, chúng có thể phản ứng với oxy và nitơ để tạo ra lớp phủ oxit cứng, giòn. Kích thước hạt của bột thường được giữ trong khoảng từ 15 đến 53 μm, tuy nhiên nếu có nhiều bột nhỏ (<20 μm), it can clump together and leave behind more residue. When taking out powder, you should use an inert gas protection system, such the Tuobo TCB-100 explosion-proof powder cleaning equipment. This system replaces the air within the box with nitrogen or argon gas to keep the oxygen level below 50ppm and stop the powder from oxidising and catching fire on its own. To clean porous structure implants like intervertebral fusion devices, you should use 0.5–0.6MPa compressed air to wrap the same type of metal particles. This will ensure that the rate of powder removal inside the pores is at least 99.5%.
2. Thép không gỉ: Không bị rỉ sét nên có thể làm sạch bằng hóa chất.
Bột thép không gỉ 316L có chứa crom, giúp nó có khả năng chống ăn mòn hóa học và cho phép làm sạch theo nhiều bước. Ví dụ: đây là cách một nhà sản xuất máy bay làm sạch cánh động cơ của họ: trước tiên là tia nước-áp suất cao (15 MPa) để loại bỏ bột bề mặt, sau đó là dung dịch tẩy rửa có tính kiềm (pH=11) ngâm trong 2 giờ để hòa tan chất hữu cơ, sau đó làm sạch bằng sóng siêu âm (40kHz, 10 phút) để loại bỏ mọi lỗ chân lông còn sót lại, sau đó rửa sạch bằng nước tinh khiết và cuối cùng là sấy khô bằng không khí nóng (80 độ ). Để tránh ăn mòn rỗ, dung dịch tẩy rửa phải có nồng độ ion clorua nhỏ hơn 25ppm đối với các bộ phận chính xác.
3. Hợp kim nhôm: Điểm nóng chảy thấp nên khó làm sạch bằng máy móc.
Hợp kim nhôm AlSi10Mg tan chảy ở nhiệt độ chỉ 577 độ và khả năng làm sạch rung thông thường có thể nhanh chóng thay đổi hình dạng của các bộ phận. Công ty EOS đã nghĩ ra quy trình "cạo mềm + thổi nhiệt độ-thấp". Trong giai đoạn rải bột, một dụng cụ cạo silicon (khả năng chịu nhiệt độ Nhỏ hơn hoặc bằng 80 độ) được sử dụng để giảm sự bắn tung tóe. Sau khi in xong, phương pháp làm sạch bằng tia tuyết CO₂ (nhiệt độ -78,5 độ ) được sử dụng để loại bỏ bột thông qua tác động của hạt rắn đồng thời tránh nồng độ ứng suất nhiệt. Để giữ cho các công trình có thành mỏng không bị đổ vỡ, các cánh tản nhiệt như vậy, áp suất thổi phải được giữ ở mức dưới 0,2 MPa.
2, Loại cấu trúc thúc đẩy các loại công nghệ loại bỏ hạt khác nhau.
1. Cấu trúc xốp: phun theo một hướng và hấp phụ hút bụi cùng hoạt động
Lớp xốp trên mô cấy chỉnh hình, bao gồm cả cốc ổ cối, thường dày dưới 3 mm nên cần được làm sạch từ nhiều góc độ. Phun theo sáu hướng khác nhau (0 độ, 60 độ, 120 độ, 180 độ, 240 độ và 300 độ) lên các tòa nhà có thể nhìn xuyên qua sẽ làm giảm lượng bột còn sót lại từ 8,2mg/cm2 xuống 0,3mg/cm2. Công nghệ hấp phụ chân không nên được sử dụng kết hợp với các kết cấu không thấm nước. Ví dụ, một công ty y tế sử dụng thiết bị hút bột áp suất âm (có độ chân không -80kPa) và một thiết bị cố định có thể xoay 360 độ để đạt tỷ lệ thu hồi bột là 98,7%.
2. Cấu trúc{1}}có thành mỏng: làm sạch với áp suất thấp và hỗ trợ cho cấu trúc
Cánh động cơ máy bay thường dày dưới 1mm và khi loại bỏ bột, phải kiểm soát ứng suất cơ học. Công nghệ "hấp phụ tĩnh điện + dẫn hướng luồng không khí" được GE sử dụng hoạt động như thế này: một lớp phủ dẫn điện được đặt trên nền in và bột dính vào bề mặt lớp phủ thông qua trường tĩnh điện. Sau đó, luồng khí tầng (tốc độ dòng 0,5m/s) được sử dụng để thổi dọc theo bề mặt lưỡi dao để giữ cho nó không bị rung. Đối với các cấu trúc khoang bên trong phức tạp, cần tạo ra các đồ đạc độc đáo. Ví dụ, một loại đĩa tuabin nhất định có trục lõi có thể tháo rời. Điều này giúp bột thoát ra bằng cách sử dụng lực ly tâm mà trục lõi tạo ra khi quay.
3. Cấu trúc vật lý: Tốt cho việc tái chế và giữ bụi
Khi loại bỏ bột khỏi các vật dụng rắn lớn như xi lanh động cơ ô tô, bạn cần tìm sự cân bằng giữa hiệu quả và bảo vệ môi trường. Máy làm sạch bột cực lớn Tuobo-(tải trọng 1000kg) sử dụng kết hợp "sàng lọc rung+phân loại luồng khí" để làm sạch bột. Đầu tiên, một động cơ rung (tần số 25Hz) làm lỏng bột, sau đó là máy phân tách lốc xoáy (kích thước hạt cắt 5 μm) thu thập bột có thể sử dụng được. Cuối cùng là bộ lọc túi (hiệu suất lọc 99,99%) bắt bụi siêu mịn. Phương pháp này đáp ứng quy định về phát thải PM2.5 và thu hồi được 95% lượng bột.
3, Rủi ro của quá trình thúc đẩy việc nâng cấp công nghệ loại bỏ hạt.
1. Nguy cơ oxy hóa bột: một-hệ thống tái chế khép kín
Sau khi sử dụng bột hợp kim titan 15 lần, nồng độ oxy sẽ tăng từ 0,08% lên 0,25%. Điều này sẽ làm cho các bộ phận yếu hơn 40% về độ bền mỏi. Siemens đã tạo ra một hệ thống quản lý bột-vòng kín sử dụng khí trơ để giữ an toàn cho đường ống vận chuyển. → Sử dụng phương pháp nhiễu xạ laser để tìm kích thước hạt bột trực tuyến (độ chính xác 0,1 μm) → xử lý mài và bóc tách bằng luồng không khí đối với bột có độ dày lớp oxit lớn hơn 2 μm → sàng lọc lại (sàng 150 μm) và tái sử dụng. Công nghệ này nâng tỷ lệ sử dụng bột lên 92% và giữ nồng độ oxy của các bộ phận ở mức Nhỏ hơn hoặc bằng 0,13%.
2. Rủi ro ứng suất dư: tác dụng tổng hợp của xử lý nhiệt để loại bỏ bột
Sau khi in, lực căng dư trong hợp kim Inconel 718 gốc niken-có thể lên tới 300 MPa. Nếu bạn không tải rung đúng cách khi loại bỏ bột, bạn có thể dễ dàng bị nứt. Một công ty hàng không vũ trụ sử dụng quy trình "loại bỏ bột ở nhiệt độ thấp và xử lý lão hóa". Đầu tiên, các bộ phận được làm mát bằng nitơ lỏng ở -196 độ để giải phóng 50% ứng suất dư. Sau đó, sử dụng thổi áp suất thấp ở mức 0,3MPa để loại bỏ bột. Cuối cùng, quá trình xử lý lão hóa ở nhiệt độ 720 độ trong 8 giờ được thực hiện để giảm áp lực hơn nữa, xuống dưới 50MPa. Tỷ lệ chất lượng của các bộ phận đã tăng từ 78% lên 95% nhờ phương pháp này.
3. Rủi ro an toàn sinh học: quy định vệ sinh trang thiết bị y tế
Bộ cấy chỉnh hình phải đáp ứng tiêu chí tương thích sinh học ISO 10993 và khi hết bột, chúng phải có khả năng:
Bột còn sót lại: 0,1 mg mỗi miếng
Nội độc tố từ vi khuẩn<0.25EU/mL
Cấp độ 1 hoặc thấp hơn đối với phản ứng gây độc tế bào
Một công ty y tế nào đó sử dụng quy trình làm sạch ba{0}}bước:
Rửa sạch bằng nước sạch (độ dẫn nhỏ hơn hoặc bằng 1,3 μS/cm)
Ngâm trong ethanol 75% trong 30 phút ở 60 độ.
Khử trùng bằng ethylene oxit (800 mg/L, 6 giờ)
Sau khi thử nghiệm, kỹ thuật này có thể đảm bảo rằng tất cả các sản phẩm đều an toàn về mặt an toàn sinh học.