Bagaimana cara membersihkan sisa bubuk setelah pencetakan 3D logam?

一, Masalah utama dalam membersihkan sisa bubuk adalah-pertarungan tiga arah antara teknologi, keamanan, dan biaya.
Masalah pembersihan bubuk dalam pencetakan 3D logam muncul dari atribut prosesnya yang berbeda. Misalnya, dengan teknologi Selective Laser Melting (SLM), laser melelehkan dan membentuk bubuk logam untuk membuat struktur-tiga dimensi. Namun bedak yang belum meleleh seluruhnya akan menempel di permukaan bagian atau tetap berada di pori-pori bagian dalam. Jika butiran sisa ini tidak dibersihkan sepenuhnya, akan menyebabkan tiga masalah besar:
Masalah kinerja: Serbuk sisa dapat menyumbat saluran aliran internal, menurunkan kepadatan komponen, dan bahkan menyebabkan penumpukan tegangan, yang dapat menyebabkan keretakan. Misalnya, jika ada sisa bubuk pada bilah turbin mesin pesawat, masa pakainya mungkin berkurang setengahnya atau lebih.
Risiko terhadap keselamatan: Serbuk logam aktif seperti bubuk titanium dan bubuk aluminium dapat dengan mudah teroksidasi di udara, sehingga dapat meledak. Statistik menunjukkan bahwa 32% kecelakaan keselamatan di bengkel pencetakan 3D logam terjadi karena bedak tidak dibersihkan dengan benar.
Biaya di luar kendali: Membersihkan sebagian besar dengan tangan membutuhkan waktu puluhan jam, dan tingkat pemulihan bubuk kurang dari 60%, yang membuat biaya bahan meningkat pesat. Suatu saat, sebuah perusahaan yang membuat komponen mobil harus membayar 12.000 yuan lebih untuk setiap unitnya karena proses pembersihan bedak tidak terlalu efektif.
2, Prosedur pembersihan bertahap: kontrol penuh atas proses dari luas hingga halus
Industri ini telah menghadirkan "sistem pembersihan tiga{0}}tingkat" untuk meningkatkan kecepatan penghilangan bubuk dan efisiensi prosesnya. Hal ini karena tahapan pencetakan dan kualitas komponen yang berbeda memerlukan jenis pembersihan yang berbeda pula.
1. Pembersihan dasar: mendaur ulang bubuk di dalam kompartemen pencetakan
Setelah pencetakan selesai, potongan-potongan tersebut masih terkubur di dalam bedak dan perlu dikumpulkan dengan peralatan otomatis:
Sistem pengisapan bubuk vakum: menggunakan teknologi adsorpsi tekanan negatif dan nozel pengisap yang dapat disesuaikan untuk mengambil bubuk dengan cepat dari permukaan alas bedak. Misalnya, perangkat tertentu bisa mendapatkan kembali lebih dari 95% bubuk yang tidak meleleh menggunakan sistem filtrasi multi-tahap. Distribusi ukuran partikel serbuk sama dengan serbuk aslinya.
Tabel untuk penyaringan getaran: Masukkan kembali bubuk yang Anda dapatkan ke dalam saringan getar dan gunakan-getaran frekuensi tinggi untuk memisahkan bubuk yang terlalu besar. Layar getar ultrasonik digunakan oleh pembuat implan medis tertentu untuk meningkatkan kemurnian bubuk hingga 99,9%, yang merupakan standar medis ISO 13485.
2. Pembersihan menengah: Menghilangkan bedak pada permukaan dan pori-pori bagian-bagiannya
Campuran prosedur pembersihan fisik dan kimia diperlukan untuk komponen dengan partikel di permukaan dan pori-pori dangkal:
Pembersihan jet bertekanan tinggi-: Gunakan udara bertekanan 0,5–0,6 MPa untuk membungkus partikel logam sejenis dan membersihkan permukaan bagian dengan cara memukulnya. Pembuat implan ortopedi tertentu mampu menghilangkan 98% bubuk pori di perangkat fusi intervertebralis dengan menyemprotkannya dari berbagai sudut. Kekasaran permukaan dikurangi menjadi Ra 0,8 μm.
Membersihkan dengan getaran ultrasonik: Masukkan potongan ke dalam larutan pembersih khusus dan gunakan getaran frekuensi tinggi di atas 20kHz untuk memutuskan ikatan antara bubuk dan permukaan bagian. Pembersihan ultrasonik digunakan oleh salah satu pembuat bilah mesin pesawat untuk menurunkan jumlah bubuk yang tersisa di saluran aliran interior bilah dari 0,5g menjadi 0,02g.
Membersihkan dengan penangas uap: Pelarut organik hidrokarbon halogen digunakan untuk membersihkan noda minyak dan campuran bubuk dengan uap. Sebuah perusahaan tertentu yang membuat poros gearbox kendaraan menggunakan penangas uap untuk membersihkan bagian-bagiannya hingga kebersihan NAS level 6.
3. Pembersihan pada tingkat yang lebih tinggi: Penghapusan partikel secara mendalam dari dalam bagian struktural yang rumit
Di sektor kedirgantaraan, peralatan khusus diperlukan untuk menghilangkan sepenuhnya partikel interior dari bagian struktural yang besar dan rumit.
Platform berputar multi-sumbu 360 derajat didukung oleh motor servo dan bergetar pada frekuensi tinggi (hingga 25 kali per menit). Hal ini mengurangi waktu yang diperlukan untuk membersihkan bubuk dari saluran aliran kompleks seperti lubang dalam dan rongga bagian dalam hingga 90%. Meja pembersih serbuk putar Huashu High Tech FS-PBS-12M, misalnya, dapat membersihkan benda kerja berukuran 1530mm × 1530mm × 1700mm dan menghilangkan 99% serbuk.
Sistem pembersih bubuk yang aman dari ledakan: Untuk bubuk yang mudah terbakar dan meledak seperti bubuk titanium dan aluminium, sistem ini memiliki desain perlindungan gas inert sepenuhnya, memantau tingkat oksigen secara real-time, dan dilengkapi fitur alarm. Sistem Pembersih Serbuk Tahan Ledakan Aditif Tuobo TCB-300 disertifikasi oleh otoritas nasional dan dapat menjaga keselamatan personel sekaligus meningkatkan tingkat pemulihan bubuk hingga lebih dari 90%.
3. Tren Inovasi Industri: Dua Kekuatan yang Mendorong Perubahan: Kecerdasan dan Penghijauan
Seiring dengan semakin besar dan akuratnya pencetakan 3D logam, teknologi pembersihan bubuk sisa menunjukkan dua tren baru:
Sistem pembersihan cerdas: Gunakan teknologi kembar digital untuk mensimulasikan distribusi bubuk dan menemukan jalur pembersihan terbaik. Gunakan algoritme AI untuk mengubah frekuensi getaran dan tekanan injeksi secara otomatis, sehingga "satu mesin dapat melakukan banyak hal". Misalnya, sebuah perusahaan telah membangun sistem pembersihan bubuk cerdas yang secara otomatis dapat membuat rencana pembersihan berdasarkan model suku cadang CAD. Ini membuat pembersihan 40% lebih efisien.
Mendaur ulang bubuk hijau: Buat sistem{0}}loop tertutup untuk keseluruhan proses "pembersihan, penyaringan, pengeringan, dan daur ulang bubuk" untuk mengurangi limbah bubuk. Dengan menggunakan teknologi daur ulang bubuk, pembuat suku cadang penerbangan tertentu telah mengurangi jumlah bubuk yang digunakan di setiap suku cadang sebesar 65% dan jumlah debu yang dikeluarkan sebesar 90%.
4, Standar dan norma: mulai dari apa yang dilakukan bisnis hingga apa yang disetujui oleh seluruh industri
Industri ini mendorong terciptanya standar yang konsisten untuk mengatasi masalah hilangnya persyaratan pembersihan bubuk:
Standar ASTM F3301 memperjelas cara mengklasifikasikan kebersihan permukaan benda cetakan 3D logam dan menetapkan batasan jumlah residu bubuk yang dapat tertinggal dalam berbagai situasi.
Pedoman ISO/ASTM 52921: Berikan petunjuk pengoperasian yang aman untuk peralatan pembersih bubuk, seperti cara memeriksa kadar oksigen dan memastikan peralatan tersebut-tahan ledakan.
Standar untuk keseluruhan bisnis: Misalnya, Huashu High Tech telah menciptakan "Spesifikasi Teknis untuk Pembersihan Serbuk Pencetakan 3D Logam", yang mencakup semua langkah proses, mulai dari memilih peralatan yang tepat hingga mengatur parameter proses yang tepat.