Apa risiko penghilangan bubuk yang tidak tuntas pada pencetakan 3D logam?

一, Cacat proses: Residu bubuk membuat kualitas komponen cetakan tidak dapat diprediksi.
1. Terlalu banyak kekasaran pada permukaan dan masalah pada struktur
Pencetakan 3D logam membuat sesuatu dengan melelehkan bubuk logam satu lapis dalam satu waktu. Jika sisa bedak tidak dibersihkan seluruhnya, permukaan produk cetakan akan terdapat benjolan atau lubang. Misalnya, saat mencetak bilah untuk mesin penerbangan, sisa bubuk paduan titanium dapat membuat permukaan menjadi lebih kasar dari yang seharusnya, sehingga dapat merusak kinerja pesawat. Serbuk sisa dapat membatasi jalur pemindaian laser, yang dapat menyebabkan kesalahan Kurangnya Fusi. Cacat ini membuat bagian-bagian tersebut menjadi lebih lemah dan lebih besar kemungkinannya untuk rusak.


2. "Zona penguncian bubuk" yang ada di dalam struktur rumit
Masalah residu bubuk paling terlihat pada bagian kompleks yang memiliki saluran pendingin, lapisan sarang lebah, atau saluran aliran annular. Misalnya, kepala injeksi pada beberapa mesin oksigen cair/minyak tanah mempunyai ratusan lubang yang disusun secara terhuyung-huyung. Ketika orang pertama kali mulai menggunakan aliran udara dan pembersihan getaran secara teratur, tingkat sisa bubuk mencapai 8%. Serbuk sisa ini dapat teroksidasi dan tumbuh seiring perubahan suhu, yang mungkin menghalangi saluran pendinginan dan menyebabkan kegagalan pendinginan selama pengujian pembakaran mesin. Dalam beberapa kasus, hal tersebut bahkan dapat menyebabkan bencana struktural.

3. Bahaya keselamatan terkait dengan implan berstruktur berpori
Dalam dunia kedokteran, masalah residu bubuk pada implan ortopedi berpori cetakan 3D (seperti perangkat fusi intervertebralis dan cangkir asetabular) berhubungan langsung dengan keselamatan pasien. Jika serbuk logam tidak dihilangkan seluruhnya, partikel dapat terlepas karena gesekan atau erosi cairan setelah implan dipasang ke dalam tubuh. Hal ini dapat menyebabkan peradangan atau pengendapan ion logam, yang dapat menyebabkan implan kendor atau rusak.

2, Keamanan peralatan: Residu bubuk dapat menyebabkan kebakaran, ledakan, dan masalah pada peralatan
1. Debu logam yang mudah terbakar dan meledak dapat menimbulkan ledakan.
Pencetakan 3D logam menggunakan bubuk seperti titanium, aluminium, magnesium, dan lainnya yang sangat mudah meledak. Semakin kecil partikelnya (biasanya 15–100 mikron), semakin besar kemungkinannya untuk meledak. Misalnya, batas ledakan bawah bubuk aluminium di udara hanya 40g/m³. Jika sisa bubuk menumpuk di dalam peralatan dan bersentuhan dengan listrik statis, percikan api, atau permukaan panas, hal ini dapat menimbulkan ledakan debu yang merusak peralatan atau bahkan melukai orang.

2. Masalah pada sistem laser dan bagian yang bergerak
Sisa bubuk dapat menutupi lensa yang memindai laser atau menghalangi nosel yang menyalurkan bubuk, sehingga dapat melemahkan energi laser atau menghentikan pengiriman bubuk. Selain itu, serbuk yang masuk ke dalam elemen bergerak seperti rel platform pencetakan dan poros berputar dapat mempercepat keausan, yang dapat menyebabkan peralatan macet atau kurang akurat. Karena residu bubuk, perusahaan tertentu mengalami banyak kegagalan laser, dan biaya pemeliharaan mencapai 30% dari harga awal peralatan.

3. Sistem proteksi gas inert tidak berfungsi.
Pencetakan 3D logam harus dilakukan di lingkungan argon atau nitrogen untuk mencegah oksidasi; meskipun demikian, residu bubuk dapat menghalangi pipa sirkulasi gas, mengurangi laju aliran gas pelindung, dan meningkatkan konsentrasi oksigen lokal di atas tingkat yang dapat diterima. Hal ini tidak hanya membuat bahan cetakan menjadi kurang bagus, tetapi juga dapat menyebabkan serbuk logam terbakar dengan sendirinya.

3, Kinerja produk: Residu bubuk membuat indikator fungsional inti lebih lemah.
1. Menurunkan karakteristik mekanik
Sisa bedak dapat mengubah kepadatan benda yang dicetak, menciptakan area di mana ketegangan meningkat. Misalnya, saat mencetak struktur yang terbuat dari-baja berkekuatan tinggi, residu bubuk dapat menurunkan kekuatan luluh sebesar 15% hingga 20%. Ini tidak cukup baik untuk ruang angkasa, yang memiliki standar kualitas material yang sangat ketat.

2. Tidak mampu menahan panas dengan baik
Residu bubuk dapat menyumbat saluran mikro atau sirip pembuangan panas pada perangkat elektronik atau bagian mesin yang perlu membuang panas dengan cepat. Hal ini dapat sangat menurunkan efisiensi konduktivitas termal. Sebuah penelitian menemukan bahwa untuk setiap kenaikan 1% pada tingkat residu bubuk, kinerja pembuangan panas dapat turun sebesar 5% hingga 8%.

3. Rusaknya kemampuan menyegel dan menahan korosi
Residu serbuk dapat merusak kepadatan permukaan komponen peralatan kimia atau teknik kelautan dan memudahkan masuknya bahan korosif. Misalnya, jika terdapat sisa serbuk pada komponen baja tahan karat yang mengandung klorida, hal ini dapat menyebabkan korosi lubang atau retak korosi tegangan.

4, Kesehatan pekerja:-paparan jangka panjang terhadap debu logam adalah risiko-jangka panjang.
1. Kerusakan pada paru-paru
Jika partikel dalam bubuk logam berukuran kurang dari 10 mikron, partikel tersebut dapat masuk jauh ke dalam paru-paru dan menetap di alveoli, yang dapat menyebabkan pneumokoniosis, bronkitis, atau fibrosis paru. Misalnya, menghirup bubuk paduan titanium dalam waktu lama dapat menyebabkan pengendapan titanium di paru, yang muncul sebagai batuk dan sesak napas.

2. Iritasi pada kulit dan mata
Residu bedak yang bersentuhan dengan pakaian kerja atau permukaan peralatan yang kotor dapat menyebabkan iritasi mekanis atau luka bakar kimia pada kulit pekerja. Selain itu, bedak yang masuk ke mata dapat melukai kornea atau menyebabkan konjungtivitis.

3. Kemungkinan keracunan logam berat
Beberapa bubuk logam, seperti kobalt dan nikel, berbahaya bagi makhluk hidup, dan berada di dekatnya dalam waktu lama dapat menyebabkan kerusakan otak, gagal ginjal, atau kanker. Ion kobalt dalam bubuk paduan berbahan dasar kobalt dapat diserap melalui kulit atau saluran pernapasan, sehingga menyebabkan "penyakit paduan keras".

5, Solusi: Pendekatan sistematis terhadap perbaikan, mulai dari mengoptimalkan desain hingga menemukan cara baru dalam melakukan sesuatu.
1. Tahap desain: Menggunakan gagasan "kebersihan"
Anda dapat menurunkan risiko residu bubuk dengan memperbaiki struktur geometris bagian (misalnya, dengan menambahkan lubang pembuangan dan meminimalkan sudut mati) atau dengan menggunakan desain optimasi topologi. Bisnis dirgantara, misalnya, telah mengurangi tingkat residu bubuk dari 8% menjadi kurang dari 1% dengan mengubah sudut saluran keluar pendingin.

2. Proses pencetakan: mengumpulkan debu inert dan menyaringnya dalam beberapa tahap
untuk menurunkan risiko pembakaran spontan, gunakan pembersih hoover industri dengan sistem{0}}pemisahan basah yang menyerap debu dalam cairan lembam. Desain penghilangan debu multi-tahap modular, seperti sistem PPS filter permanen, digunakan secara bersamaan untuk membuat elemen filter bertahan lebih lama dan bekerja lebih baik dalam penyaringan.

3. Setelah pemrosesan: pembersihan bubuk otomatis dan pelaporan deteksi
Gunakan teknologi otomatis seperti dampak gas inert dua arah dan pembersihan getaran ultrasonik, serta pemindaian CT atau deteksi sinar X-, untuk membuat sistem-loop tertutup untuk "umpan balik deteksi pembersihan bubuk". Misalnya, sebuah perusahaan medis menggunakan sistem umpan balik pendeteksi CT untuk menjaga tingkat residu bubuk implan di bawah 0,1%.

4. Aturan keselamatan: Memperkuat perlindungan dan manajemen darurat
Operator harus mengenakan masker N95 atau lebih tinggi,-kacamata tahan laser, dan-pakaian tahan api. Mereka juga harus mendapatkan pelatihan keselamatan rutin. Tempat kerja harus memiliki alat pemadam api logam Kelas D, penyedot debu-yang tahan ledakan, dan alarm kebocoran gas. Pihaknya juga perlu melakukan persiapan mengenai apa yang harus dilakukan jika terjadi kebakaran atau ledakan.