ما هي مخاطر إزالة المسحوق غير الكاملة في الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد؟

ثانيا, عيب في العملية: بقايا المسحوق تجعل جودة الأجزاء المطبوعة غير متوقعة.
1. كثرة الخشونة على السطح ومشاكل في الهيكل
تقوم الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد ببناء الأشياء عن طريق إذابة مسحوق المعدن طبقة واحدة في كل مرة. إذا لم يتم تنظيف بقايا المسحوق بالكامل، فسيكون سطح المنتج المطبوع به نتوءات أو ثقوب. على سبيل المثال، عند طباعة شفرات محركات الطيران، يمكن أن يؤدي مسحوق سبائك التيتانيوم المتبقي إلى جعل السطح أكثر خشونة مما ينبغي، مما قد يؤدي إلى الإضرار بأداء الطائرة. يمكن أن يؤدي المسحوق المتبقي إلى تقييد مسار المسح بالليزر، مما قد يؤدي إلى عدم وجود أخطاء في الدمج. هذه العيوب تجعل الأجزاء أضعف بكثير وأكثر عرضة للكسر.


2. "منطقة قفل المسحوق" الموجودة داخل الهياكل المعقدة
تكون مشكلة بقايا المسحوق أكثر وضوحًا في الأقسام المعقدة التي تحتوي على قنوات تبريد، أو طبقات بينية على شكل قرص العسل، أو قنوات تدفق حلقية. على سبيل المثال، يحتوي رأس الحقن لبعض محركات الأكسجين السائل/الكيروسين على مئات الثقوب المتداخلة. عندما بدأ الناس لأول مرة في استخدام تدفق الهواء المنتظم والتنظيف بالاهتزاز، كان معدل المسحوق المتبقي يصل إلى 8%. قد تتأكسد هذه المساحيق المتبقية وتنمو مع تغير درجة الحرارة، مما قد يسد قنوات التبريد ويسبب فشل التبريد أثناء اختبار احتراق المحرك. وفي بعض الحالات، يمكن أن تسبب حتى كوارث هيكلية.

3. مخاطر السلامة المرتبطة بزراعة الهياكل المسامية
في الطب، ترتبط مشكلة بقايا المسحوق في زراعة العظام المسامية المطبوعة ثلاثية الأبعاد (مثل أجهزة الدمج بين الفقرات وأكواب الحق) ارتباطًا مباشرًا بسلامة المرضى. إذا لم تتم إزالة المسحوق المعدني بالكامل، فقد يسمح للجسيمات بالتفكك بسبب الاحتكاك أو تآكل السوائل بعد وضع الزرعة في الجسم. قد يؤدي ذلك إلى حدوث التهاب أو ترسب أيونات معدنية، مما قد يؤدي إلى ارتخاء الزرعة أو فشلها.

2، سلامة المعدات: بقايا المسحوق يمكن أن تسبب حرائق، انفجارات، ومشاكل في المعدات
1. الغبار المعدني القابل للاشتعال والانفجار يمكن أن يسبب انفجارات.
تستخدم الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد مساحيق مثل التيتانيوم والألومنيوم والمغنيسيوم وغيرها شديدة الانفجار. كلما كانت الجسيمات أصغر (عادة 15-100 ميكرون)، زادت احتمالية انفجارها. على سبيل المثال، الحد الأدنى للانفجار لمسحوق الألومنيوم في الهواء هو 40 جم/م3 فقط. إذا تراكم المسحوق المتبقي داخل الجهاز وتلامس مع الكهرباء الساكنة أو الشرر أو الأسطح الساخنة، فقد يؤدي ذلك إلى حدوث انفجارات غبارية تؤدي إلى تلف المعدات أو حتى إيذاء الأشخاص.

2. مشاكل في نظام الليزر والأجزاء المتحركة
قد يغطي المسحوق المتبقي العدسة التي تمسح الليزر أو يعيق الفوهة التي تغذي المسحوق، مما قد يجعل طاقة الليزر أضعف أو يمنع وصول المسحوق. كما أن دخول المسحوق إلى العناصر المتحركة مثل قضبان منصة الطباعة والأعمدة الدوارة يمكن أن يؤدي إلى تسريع التآكل، مما قد يتسبب في انحشار المعدات أو جعلها أقل دقة. بسبب بقايا المسحوق، تعرضت إحدى الشركات للكثير من أعطال الليزر، وكانت تكلفة الصيانة مرتفعة حتى 30% من السعر الأولي للمعدات.

3. نظام حماية الغاز الخامل لا يعمل.
يجب أن تتم الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد في بيئة الأرجون أو النيتروجين لتجنب الأكسدة؛ ومع ذلك، قد تؤدي بقايا المسحوق إلى عرقلة خط أنابيب دوران الغاز، وتقليل معدل تدفق الغاز الوقائي، ورفع تركيز الأكسجين المحلي فوق المستويات المقبولة. هذا لا يجعل المواد المطبوعة أقل جودة فحسب، بل قد يتسبب أيضًا في اشتعال مسحوق معدني من تلقاء نفسه.

3، أداء المنتج: بقايا المسحوق تجعل المؤشرات الوظيفية الأساسية أضعف.
1. انخفاض الخصائص الميكانيكية
يمكن للمسحوق المتبقي أن يغير كثافة الأشياء المطبوعة، مما يخلق مناطق يتراكم فيها التوتر. على سبيل المثال، عند تصنيع هياكل الطباعة من الفولاذ عالي القوة-، يمكن لبقايا المسحوق أن تقلل من قوة الخضوع بنسبة 15% إلى 20%. وهذا ليس جيدًا بما فيه الكفاية بالنسبة لقطاع الطيران، الذي لديه معايير صارمة للغاية فيما يتعلق بالصفات المادية.

2. عدم القدرة على تحمل الحرارة بشكل جيد
يمكن لبقايا المسحوق أن تعيق القنوات الدقيقة أو زعانف تبديد الحرارة في الأجهزة الإلكترونية أو أجزاء المحرك التي تحتاج إلى التخلص من الحرارة بسرعة. هذا يمكن أن يقلل بشكل كبير من كفاءة التوصيل الحراري. وجدت إحدى الدراسات أنه مقابل كل زيادة بنسبة 1% في معدل بقايا المسحوق، يمكن أن ينخفض ​​أداء تبديد الحرارة بنسبة 5% إلى 8%.

3. تلف القدرة على الختم ومقاومة التآكل
يمكن أن تؤدي بقايا المسحوق إلى الإضرار بكثافة سطح الأجزاء في المعدات الكيميائية أو الهندسة البحرية وتسهل دخول المواد المسببة للتآكل. على سبيل المثال، إذا كان هناك مسحوق متبقي على أجزاء الفولاذ المقاوم للصدأ التي تحتوي على كلوريد، فقد يؤدي ذلك إلى حدوث تآكل أو تشقق بسبب التآكل الإجهادي.

4، صحة العمال: يعد التعرض طويل الأمد-للغبار المعدني خطرًا طويل الأمد-.
1. تلف الرئتين
إذا كان حجم الجزيئات الموجودة في المسحوق المعدني أقل من 10 ميكرون، فيمكن أن تتوغل في عمق الرئتين وتستقر في الحويصلات الهوائية، مما قد يسبب تغبر الرئة أو التهاب الشعب الهوائية أو التليف الرئوي. على سبيل المثال، قد يؤدي استنشاق مسحوق سبائك التيتانيوم لفترة طويلة إلى ترسب التيتانيوم في الرئة، والذي يظهر على شكل سعال وضيق في التنفس.

2. تهيج الجلد والعينين
عندما تتلامس بقايا المسحوق مع ملابس العمل المتسخة أو أسطح المعدات، فإنها يمكن أن تسبب تهيجًا ميكانيكيًا أو حروقًا كيميائية لجلد العمال. كما أن دخول البودرة إلى العين قد يؤذي القرنية أو يسبب التهاب الملتحمة.

3. احتمالية الإصابة بالتسمم بالمعادن الثقيلة
تشكل بعض المساحيق المعدنية، مثل الكوبالت والنيكل، خطورة على الكائنات الحية، وقد يؤدي وجودها حولها لفترة طويلة إلى تلف الدماغ أو الفشل الكلوي أو السرطان. يمكن امتصاص أيونات الكوبالت الموجودة في مسحوق السبائك التي تحتوي على الكوبالت-من خلال الجلد أو الجهاز التنفسي، مما يؤدي إلى "مرض السبائك الصلبة".

5، الحل: نهج منظم للتحسين، من تحسين التصميم إلى التوصل إلى طرق جديدة للقيام بالأشياء.
1. مرحلة التصميم: استخدام فكرة "قابلية التنظيف"
يمكنك تقليل مخاطر بقايا المسحوق عن طريق تحسين البنية الهندسية للأجزاء (على سبيل المثال، عن طريق إضافة فتحات العادم وتقليل الزوايا الميتة) أو عن طريق استخدام تصميم تحسين الهيكل. على سبيل المثال، قامت شركات الطيران بخفض معدل بقايا المسحوق من 8% إلى أقل من 1% عن طريق تغيير زاوية مخرج قناة التبريد.

2. عملية الطباعة: جمع الغبار الخامل وتصفيته على عدة مراحل
لتقليل خطر الاحتراق التلقائي، استخدم منظفات الحفارة الصناعية ذات أنظمة الفصل المسبق الرطبة- التي تمتص الغبار الموجود في السوائل الخاملة. يتم استخدام تصميم وحدات إزالة الغبار -المتعدد المراحل، مثل نظام الفلتر الدائم PPS، في نفس الوقت لجعل عنصر الفلتر يدوم لفترة أطول ويعمل بشكل أفضل في التصفية.

3. بعد المعالجة: تنظيف المسحوق آليًا وإعداد التقارير عند الكشف
استخدم التقنيات الآلية مثل تأثير الغاز الخامل ثنائي الاتجاه والتنظيف بالاهتزاز بالموجات فوق الصوتية، جنبًا إلى جنب مع المسح المقطعي أو الكشف عن الأشعة السينية-، لإنشاء نظام حلقة مغلقة-ل"التعليقات الخاصة بالكشف عن تنظيف المسحوق". على سبيل المثال، استخدمت إحدى الشركات الطبية نظام التغذية المرتدة للكشف عن الأشعة المقطعية للحفاظ على المعدل المتبقي لمسحوق الزرع أقل من 0.1%.

4. قواعد السلامة: تعزيز الحماية وإدارة الطوارئ
يجب على المشغلين ارتداء أقنعة N95 أو أعلى، ونظارات مقاومة لليزر-، وملابس مقاومة للحريق-. ويجب عليهم أيضًا الحصول على تدريب منتظم في مجال السلامة. يحتاج مكان العمل إلى طفايات حريق معدنية من الفئة D، ومكانس كهربائية مضادة للانفجارات-، وأجهزة إنذار لتسرب الغاز. ويحتاج أيضًا إلى الاستعداد لما يجب فعله في حالة نشوب حريق أو انفجار.