Ποιοι είναι οι κίνδυνοι της ατελούς αφαίρεσης σκόνης στην τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλων;

一, Ελάττωμα διαδικασίας: Τα υπολείμματα σκόνης κάνουν την ποιότητα των τυπωμένων εξαρτημάτων απρόβλεπτη.
1. Υπερβολική τραχύτητα στην επιφάνεια και προβλήματα με τη δομή
Η μεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωση δημιουργεί πράγματα λιώνοντας μεταλλική σκόνη ένα στρώμα τη φορά. Εάν τα υπολείμματα σκόνης δεν έχουν καθαριστεί εντελώς, η επιφάνεια του εκτυπωμένου προϊόντος θα έχει εξογκώματα ή τρύπες. Για παράδειγμα, όταν εκτυπώνετε λεπίδες για κινητήρες αεροσκαφών, η σκόνη από κράμα τιτανίου που έχει απομείνει μπορεί να κάνει την επιφάνεια πιο τραχιά από όσο θα έπρεπε, γεγονός που μπορεί να βλάψει την απόδοση του αεροσκάφους. Η υπολειμματική σκόνη μπορεί να περιορίσει τη διαδρομή της σάρωσης λέιζερ, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε σφάλματα έλλειψης σύντηξης. Αυτά τα ελαττώματα καθιστούν τα εξαρτήματα πολύ πιο αδύναμα και πιο πιθανό να σπάσουν.


2. Η «ζώνη κλειδώματος πούδρας» που βρίσκεται μέσα σε περίπλοκες κατασκευές
Το ζήτημα των υπολειμμάτων σκόνης είναι πιο αισθητό σε πολύπλοκα τμήματα που έχουν κανάλια ψύξης, ενδιάμεσα στρώματα κηρήθρας ή δακτυλιοειδή κανάλια ροής. Για παράδειγμα, η κεφαλή ψεκασμού ορισμένων κινητήρων υγρού οξυγόνου/κηροζίνης έχει εκατοντάδες τρύπες που κλιμακώνονται. Όταν οι άνθρωποι άρχισαν για πρώτη φορά να χρησιμοποιούν τακτικό καθαρισμό ροής αέρα και δονήσεων, ο ρυθμός υπολειμματικής σκόνης ήταν τόσο υψηλός όσο 8%. Αυτές οι σκόνες που έχουν απομείνει μπορεί να οξειδωθούν και να αναπτυχθούν καθώς αλλάζει η θερμοκρασία, γεγονός που μπορεί να μπλοκάρει τα κανάλια ψύξης και να προκαλέσει αστοχία ψύξης κατά τη διάρκεια της δοκιμής καύσης του κινητήρα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί να προκαλέσουν ακόμη και δομικές καταστροφές.

3. Κίνδυνοι ασφάλειας που σχετίζονται με εμφυτεύματα πορωδών δομών
Στην ιατρική, το πρόβλημα των υπολειμμάτων σκόνης σε τρισδιάστατα εκτυπωμένα πορώδη ορθοπεδικά εμφυτεύματα (όπως συσκευές μεσοσπονδυλικής σύντηξης και κύπελλα κοτύλης) σχετίζεται άμεσα με την ασφάλεια των ασθενών. Εάν η μεταλλική σκόνη δεν αφαιρεθεί πλήρως, θα μπορούσε να επιτρέψει στα σωματίδια να χαλαρώσουν λόγω τριβής ή διάβρωσης υγρού μετά την τοποθέτηση του εμφυτεύματος στο σώμα. Αυτό θα μπορούσε να προκαλέσει φλεγμονή ή εναπόθεση μεταλλικών ιόντων, που θα μπορούσε να προκαλέσει χαλάρωση ή αστοχία του εμφυτεύματος.

2, Ασφάλεια εξοπλισμού: Τα υπολείμματα σκόνης μπορούν να προκαλέσουν πυρκαγιές, εκρήξεις και προβλήματα με τον εξοπλισμό
1. Η μεταλλική σκόνη που είναι εύφλεκτη και εκρηκτική μπορεί να προκαλέσει εκρήξεις.
Η τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλων χρησιμοποιεί σκόνες όπως τιτάνιο, αλουμίνιο, μαγνήσιο και άλλες που είναι πολύ εκρηκτικές. Όσο μικρότερα είναι τα σωματίδια (συνήθως 15-100 μικρά), τόσο πιο πιθανό είναι να εκραγούν. Για παράδειγμα, το κατώτερο εκρηκτικό όριο της σκόνης αλουμινίου στον αέρα είναι μόλις 40 g/m³. Εάν συσσωρευτεί υπολειμματική σκόνη στο εσωτερικό του εξοπλισμού και έρθει σε επαφή με στατικό ηλεκτρισμό, σπινθήρες ή θερμές επιφάνειες, θα μπορούσε να προκαλέσει εκρήξεις σκόνης που καταστρέφουν τον εξοπλισμό ή ακόμη και να βλάψουν ανθρώπους.

2. Προβλήματα με το σύστημα λέιζερ και τα κινούμενα μέρη
Η υπολειμματική σκόνη μπορεί να καλύψει τον φακό που σαρώνει το λέιζερ ή να εμποδίσει το ακροφύσιο που τροφοδοτεί τη σκόνη, γεγονός που μπορεί να κάνει την ενέργεια του λέιζερ πιο αδύναμη ή να σταματήσει την παροχή της σκόνης. Επίσης, η είσοδος σκόνης σε κινούμενα στοιχεία, όπως ράγες πλατφόρμας εκτύπωσης και περιστρεφόμενοι άξονες, μπορεί να επιταχύνει τη φθορά, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει εμπλοκή του εξοπλισμού ή να τον κάνει λιγότερο ακριβή. Λόγω υπολειμμάτων σκόνης, μια συγκεκριμένη εταιρεία παρουσίασε πολλές βλάβες λέιζερ και το κόστος συντήρησης έφτασε το 30% της αρχικής τιμής του εξοπλισμού.

3. Το σύστημα προστασίας αδρανούς αερίου δεν λειτούργησε.
Η τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλων πρέπει να πραγματοποιείται σε περιβάλλον αργού ή αζώτου για να αποφευχθεί η οξείδωση. Ωστόσο, το υπόλειμμα σκόνης μπορεί να εμποδίσει τον αγωγό κυκλοφορίας αερίου, να μειώσει τον προστατευτικό ρυθμό ροής αερίου και να ανυψώσει την τοπική συγκέντρωση οξυγόνου πάνω από τα αποδεκτά επίπεδα. Αυτό όχι μόνο κάνει τα τυπωμένα υλικά λιγότερο καλά, αλλά θα μπορούσε επίσης να προκαλέσει από μόνη της την πυρκαγιά της μεταλλικής σκόνης.

3, Απόδοση προϊόντος: Το υπόλειμμα σκόνης κάνει τους βασικούς λειτουργικούς δείκτες πιο αδύναμους.
1. Χαμηλωμένα μηχανικά χαρακτηριστικά
Η σκόνη που απομένει μπορεί να αλλάξει την πυκνότητα των τυπωμένων αντικειμένων, δημιουργώντας περιοχές όπου αυξάνεται η ένταση. Για παράδειγμα, όταν εκτυπώνονται κατασκευές από χάλυβα υψηλής- αντοχής, τα υπολείμματα σκόνης μπορούν να μειώσουν την αντοχή διαρροής κατά 15% έως 20%. Αυτό δεν είναι αρκετά καλό για την αεροδιαστημική, η οποία έχει πολύ αυστηρά πρότυπα για τις ιδιότητες των υλικών.

2. Δεν μπορείς να χειριστείς καλά τη ζέστη
Τα υπολείμματα σκόνης μπορούν να εμποδίσουν τα μικροκανάλια ή τα πτερύγια απαγωγής θερμότητας σε ηλεκτρονικές συσκευές ή εξαρτήματα κινητήρα που πρέπει να απαλλαγούν γρήγορα από τη θερμότητα. Αυτό μπορεί να μειώσει σημαντικά την απόδοση της θερμικής αγωγιμότητας. Μια μελέτη διαπίστωσε ότι για κάθε αύξηση κατά 1% στο ποσοστό υπολειμμάτων σκόνης, η απόδοση απαγωγής θερμότητας θα μπορούσε να μειωθεί κατά 5% έως 8%.

3. Βλάβη στην ικανότητα σφράγισης και αντίστασης στη διάβρωση
Τα υπολείμματα σκόνης μπορούν να βλάψουν την πυκνότητα της επιφάνειας των εξαρτημάτων στον χημικό εξοπλισμό ή τη ναυτιλιακή μηχανική και να διευκολύνουν τη διείσδυση διαβρωτικών υλικών. Για παράδειγμα, εάν υπάρχει υπολειμματική σκόνη σε μέρη από ανοξείδωτο χάλυβα που περιέχει χλωριούχο, θα μπορούσε να προκαλέσει διάβρωση με διάβρωση ή διάβρωση λόγω πίεσης.

4, Υγεία των εργαζομένων:-η μακροχρόνια έκθεση σε μεταλλική σκόνη είναι ένας μακροπρόθεσμος- κίνδυνος.
1. Βλάβη στους πνεύμονες
Εάν τα σωματίδια της μεταλλικής σκόνης είναι μικρότερα από 10 μικρά σε μέγεθος, μπορούν να εισχωρήσουν βαθιά στους πνεύμονες και να εγκατασταθούν στις κυψελίδες, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει πνευμονοκονίαση, βρογχίτιδα ή πνευμονική ίνωση. Για παράδειγμα, η αναπνοή σε σκόνη κράματος τιτανίου για μεγάλο χρονικό διάστημα μπορεί να προκαλέσει πνευμονική εναπόθεση τιτανίου, η οποία εμφανίζεται ως βήχας και δύσπνοια.

2. Ερεθισμός του δέρματος και των ματιών
Όταν τα υπολείμματα σκόνης έρχονται σε επαφή με βρώμικα ρούχα εργασίας ή επιφάνειες εξοπλισμού, μπορεί να προκαλέσουν μηχανικό ερεθισμό ή χημικά εγκαύματα στο δέρμα των εργαζομένων. Επίσης, η πούδρα που μπαίνει στα μάτια μπορεί να βλάψει τον κερατοειδή ή να προκαλέσει επιπεφυκίτιδα.

3. Η πιθανότητα να δηλητηριαστείτε από βαρέα μέταλλα
Ορισμένες μεταλλικές σκόνες, όπως το κοβάλτιο και το νικέλιο, είναι επικίνδυνες για τα ζωντανά πράγματα και η παραμονή τους για μεγάλο χρονικό διάστημα μπορεί να προκαλέσει εγκεφαλική βλάβη, νεφρική ανεπάρκεια ή καρκίνο. Τα ιόντα κοβαλτίου στη σκόνη κράματος-με βάση το κοβάλτιο μπορούν να απορροφηθούν μέσω του δέρματος ή της αναπνευστικής οδού, με αποτέλεσμα την "ασθένεια του σκληρού κράματος".

5, Λύση: Μια συστηματική προσέγγιση στη βελτίωση, από τη βελτιστοποίηση του σχεδιασμού έως την εξεύρεση νέων τρόπων για να κάνουμε πράγματα.
1. Η φάση του σχεδιασμού: Χρησιμοποιώντας την ιδέα του "cleanability"
Μπορείτε να μειώσετε τον κίνδυνο υπολειμμάτων σκόνης βελτιώνοντας τη γεωμετρική δομή των εξαρτημάτων (για παράδειγμα, προσθέτοντας οπές εξαγωγής και ελαχιστοποιώντας τις νεκρές γωνίες) ή χρησιμοποιώντας σχεδιασμό βελτιστοποίησης τοπολογίας. Οι αεροδιαστημικές επιχειρήσεις, για παράδειγμα, μείωσαν το ποσοστό υπολειμμάτων σκόνης από 8% σε λιγότερο από 1% αλλάζοντας τη γωνία της εξόδου του καναλιού ψύξης.

2. Διαδικασία εκτύπωσης: συλλογή αδρανούς σκόνης και φιλτράρισμα σε διάφορα στάδια
που μειώνουν τον κίνδυνο αυθόρμητης καύσης, χρησιμοποιήστε βιομηχανικά καθαριστικά hoover με υγρά συστήματα προ{0}διαχωρισμού που απορροφούν τη σκόνη σε αδρανή υγρά. Ένας αρθρωτός σχεδιασμός αφαίρεσης σκόνης πολλαπλών- σταδίων, όπως ένα μόνιμο σύστημα PPS φίλτρου, χρησιμοποιείται ταυτόχρονα για να κάνει το στοιχείο φίλτρου να διαρκεί περισσότερο και να λειτουργεί καλύτερα στο φιλτράρισμα.

3. Μετά την επεξεργασία: αυτοματοποιημένος καθαρισμός σκόνης και αναφορά ανίχνευσης
Χρησιμοποιήστε αυτοματοποιημένες τεχνολογίες, όπως αμφίδρομη κρούση αδρανούς αερίου και καθαρισμό κραδασμών με υπερήχους, μαζί με σάρωση CT ή ανίχνευση ακτίνων Χ-, για να δημιουργήσετε ένα σύστημα κλειστού-βρόχου για "ανάδραση ανίχνευσης καθαρισμού σκόνης". Για παράδειγμα, μια ιατρική εταιρεία χρησιμοποίησε ένα σύστημα ανάδρασης ανίχνευσης CT για να διατηρήσει το υπόλοιπο ποσοστό σκόνης εμφυτεύματος κάτω από 0,1%.

4. Κανόνες ασφαλείας: Ενισχύστε την προστασία και τη διαχείριση έκτακτης ανάγκης
Οι χειριστές πρέπει να φορούν μάσκες N95 ή ανώτερες,-ανθεκτικά γυαλιά λέιζερ και ρούχα ανθεκτικά στη φωτιά-. Πρέπει επίσης να λαμβάνουν τακτική εκπαίδευση ασφάλειας. Ο χώρος εργασίας πρέπει να διαθέτει μεταλλικούς πυροσβεστήρες κατηγορίας D, ηλεκτρικές σκούπες αντιεκρηκτικές{{5} και συναγερμούς διαρροής αερίου. Πρέπει επίσης να προετοιμαστεί για το τι πρέπει να κάνει σε περίπτωση πυρκαγιάς ή έκρηξης.