Como remover o pó de peças metálicas impressas em 3D com estruturas internas complexas?

一, A dificuldade técnica de retirar pó de sistemas internos complicados
Não é fácil chegar à estrutura
Estruturas complexas, como suportes de treliça, microcanais ou cavidades internas, podem ter uma distribuição tridimensional complicada de rotas de pó e pode ser difícil alcançar todas elas com métodos típicos de sopro ou vibração. O dispositivo de fusão intervertebral, por exemplo, pode ter mais de 20 mm de espessura e uma construção porosa que facilita a acumulação do pó em camadas profundas, criando “pontos cegos”.
Forte aderência do pó
Ao imprimir em altas temperaturas, as partículas de pó metálico podem derreter ou oxidar parcialmente, gerando pequenos grupos que aderem ao interior dos poros, tornando-os mais difíceis de remover. Por exemplo, o pó de liga de titânio pode reagir com o oxigênio em altas temperaturas para formar uma camada de óxido. Isso faz com que o pó adira melhor ao substrato.
Risco muito alto para a segurança
Pós de metais como titânio e alumínio podem pegar fogo e explodir. É importante ficar atento aos níveis de oxigênio e poeira durante o processo de remoção do pó para evitar incêndios ou explosões. Por exemplo, o pó de titânio no ar tem um limite explosivo inferior de apenas 20g/m³. Estresse
Para evitar a contaminação-cruzada, a reciclagem de pó precisa encontrar um equilíbrio entre pureza e custo. Por exemplo, a taxa de recuperação de ligas de cobalto-cromo e outros materiais-de alto valor precisa ser superior a 95% para que o processo seja lucrativo.
2, Como remover o pó do núcleo e a solução tecnológica
1. Limpeza com jato de alta-pressão em várias direções
A ideia é: envolver o mesmo tipo de partículas de metal em ar comprimido a 0,5–0,6 MPa, pulsar as peças de diferentes ângulos (como eixo X/Y/Z) e usar a força de impacto para separar o pó dentro dos poros.
Exemplo de uso:
Dispositivo de fusão intervertebral: Um dispositivo de pulverização giratório de 360 ​​graus é utilizado para cobrir todo o caminho do pó, da entrada à saída, uma vez que é poroso.
Copo acetabular: Ângulos de bico personalizados (como injeção oblíqua de 45 graus) são empregados para melhorar os efeitos de limpeza profunda em interfaces de osseointegração não-penetrantes.
Prós: Muito bom na limpeza e o tempo que leva para processar uma peça pode ser reduzido para menos de 10 minutos. A taxa de recuperação de pó pode ser superior a 90%.
2. Tecnologia que ajuda os fluidos a fluir vibrando-os
Princípio: As partículas de pó estão em uma condição fluidificada devido à vibração de alta-frequência (como 1.000–3.000 Hz). Isso reduz o atrito entre as partículas e funciona com o fluxo de ar para eliminar o pó.
Exemplo de uso:
Peças com paredes finas: Coloque as peças em uma plataforma vibratória e utilize a ressonância para retirar o pó da parede.
Microcanal cruzado: Usando vibração e adsorção de pressão negativa juntas para fazer com que o pó seja derramado e recuperado ao mesmo tempo.
Benefícios: Funciona bem em estruturas pequenas (como aquelas com abertura inferior a 1 mm) e não danifica muito as superfícies das peças.
3. Limpeza com vibrações ultrassônicas
Princípio: O ultrassom cria cavitação no líquido, o que cria um microjato que atinge a superfície do pó e acelera sua desintegração ou separação.
Exemplo de uso: Implantes médicos: A limpeza ultrassônica é feita em álcool ou água deionizada para eliminar restos de pó e ao mesmo tempo limpar a superfície.
Peças de alta precisão: para cobrir pós com tamanhos variados de partículas, são empregadas ondas ultrassônicas multi-frequências (como uma combinação de 28kHz+120kHz).
Benefícios: Ele pode eliminar partículas de pó com apenas alguns mícrons de tamanho e tornar as superfícies menos ásperas em mais de 30% após a limpeza.
4. Um sistema de limpeza global protegido por gás inerte
Encha um porta-luvas selado com gás argônio ou nitrogênio para impedir a entrada de oxigênio. Use um braço robótico para girar as peças em vários eixos e trabalhe com pulverização e vibração de alta-pressão.
O sistema de limpeza com pó à prova de explosão TCB-100 é usado para limpar com segurança peças aeroespaciais, como os canais de resfriamento internos das pás da turbina, em locais sem oxigênio.
Peças de trabalho muito grandes: A reciclagem automatizada de pó é possível para itens com tamanho de até 850 × 850 × 1200 mm, conectando empilhadeiras personalizadas e equipamentos de sucção de pó.
Prós: O design integrado e um único sistema podem atender às necessidades de tamanho de mais de 95% das peças de trabalho. A certificação-à prova de explosão garante que o sistema seja seguro para uso.
3, Melhorar processos e ficar de olho na qualidade
Um plano de limpeza que está dividido
Durante a fase de limpeza áspera, a maior parte do pó é rapidamente removida usando pulverização de alta-pressão (com uma taxa de recuperação de aproximadamente 80%).
Etapa de limpeza fina: A fluidização ultrassônica ou vibratória é usada para eliminar qualquer resíduo de pó (com uma taxa de recuperação superior a 95%).
Estágio de verificação: Use tomografia computadorizada ou endoscopia para garantir que os poros estejam limpos e livres de quaisquer partículas.
Reciclagem e reutilização de pó
Triagem e classificação: Para evitar que partículas grandes afetem a qualidade da impressão, classifique o pó recuperado por distribuição de tamanho de partícula (por exemplo, D50<45 μm).
Teste de composição: Use análise espectral para verificar se a composição química do pó está separada. Isto garantirá que as qualidades do pó reutilizado sejam as mesmas do pó fresco.
Padrões para proteção de segurança
Projeto que resista a explosões: ATEX ou IECEx devem certificar o equipamento de limpeza com pó e devem possuir sistemas que monitorem os níveis de oxigênio e aliviem a pressão em caso de emergência.
Para sua própria segurança: os operadores devem usar máscaras N95, equipamento anti{1}}estático e óculos para evitar que a poeira entre nos pulmões ou entre em contato com a pele.