Как определить, что металлические детали, напечатанные на 3D-принтере, полностью очищены от порошка?

一, Порошок, оставшийся от металлических деталей, напечатанных на 3D-принтере, обладает скрытыми и кумулятивными свойствами. В сложных конструкциях каналов потока порошок может накапливаться в «зонах фиксации порошка» в местах, где их не видно, например, на границе остеоинтеграции вертлужных чашек из титанового сплава. Если остатки порошка будут толще 0,1 мм, это затруднит интеграцию кости. Еще более опасно то, что порошок алюминиевого сплава может расколоться при контакте с водородом в условиях высоких-температур. В камере сгорания конкретного авиационного двигателя остатки пороха могут вызвать локальный перегрев при горячих испытаниях, что может привести к деформации конструкции. Эти примеры показывают, что поиск остатков порошка должен быть частью всего процесса проектирования, печати и последующей-обработки.
2. Система многомерных технологий обнаружения.
1. Способы поиска вещей в больших масштабах
Визуальный осмотр: подходит для открытых участков конструкции, позволяет наблюдать за изменением блеска поверхности под воздействием интенсивного света. Например, если на поверхности аппарата для межтеловой сварки из нержавеющей стали, который не был очищен, имеется порошок, он будет выглядеть мутным.
Испытание давлением: используйте расходомер, чтобы следить за скоростью утечки, подавая в канал охлаждения сжатый воздух с давлением 0,5 МПа. Для данного типа лопаток турбины стандартом обнаружения является скорость утечки менее или равная 0,1 л/мин.
2. Технология обнаружения вещей на микроскопическом уровне
КТ-сканирование для промышленности: позволяет делать трехмерные-изображения с разрешением 0,01 мм. Была проверена топливная форсунка определенного авиационного двигателя, и было обнаружено, что компьютерная томография может обнаружить агломераты порошка толщиной 0,05 мм, которые не видны рентгеновской рентгеноскопии.
Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) при использовании с энергодисперсионной спектроскопией (ЭДС) может обнаружить частицы порошка размером всего несколько микрон и изучить их химический состав. При оценке суставного протеза из сплава кобальта и хрома СЭМ обнаружил, что содержание кислорода в остаточном порошке на 300% превышает содержание кислорода в основном материале.
3. Тестирование на физическую работоспособность
Тест на теплопроводность: оставшийся порошок снижает теплопроводность материала. Результаты испытаний радиатора из алюминиевого сплава показывают, что теплопроводность снижается на 2,3% на каждый 1% увеличения остаточного коэффициента.
Ультразвуковое тестирование. Этот метод обеспечивает чувствительность 92 % при обнаружении агломераций порошка при тестировании брекетов из титанового сплава за счет использования коэффициента затухания скорости звука для обнаружения внутренних неисправностей.
3. Улучшение процессов и устранение проблем до того, как они возникнут.
1. Профилактика на этапе проектирования
Улучшение пути выгрузки порошка: использование моделирования гидродинамики для создания конического канала потока, который позволяет порошку вытекать естественным путем под действием силы тяжести. Пример оптимизации камеры сгорания определенного авиационного двигателя показывает, что изменение угла проточного канала с 60 градусов до 45 градусов может сделать очистку порошка на 40% более эффективной.
Конструкция для очищаемого порошка: В важных местах оставляйте поры для очистки порошка диаметром более 0,8 мм. Изменение конструкции определенного ортопедического имплантата сократило время, необходимое для ручной очистки порошка, со 120 до 15 минут.
2. Контроль параметров печати
Оптимизация толщины слоев. Изменение толщины слоя с 50 мкм до 30 мкм может помочь предотвратить образование мостиков. Тест печати определенной модели сопла ракетного двигателя показал, что тонко-печать на тонком слое сокращает количество оставшегося порошка на 65 %.
Улучшенная структура поддержки: использование точечной матричной опоры вместо сплошной сокращает объем опоры данной лопатки турбины на 70% и на 50% облегчает очистку порошка.
3. Новые идеи в технологиях пост-обработки
Двунаправленное воздействие инертного газа: изменение направления потока газа при давлении 0,6 МПа. Испытания на порошковую очистку одного корпуса клапана для аэрокосмической отрасли показали, что этот метод снижает остаточную скорость с 3,2 % до 0,5 %.
Помощь с ультразвуковыми вибрациями. Ультразвуковая вибрация с частотой 20 кГц может ослабить связь между порошком и подложкой на 60 % и сократить время, необходимое для очистки порошка, до-пятой того, что было раньше.
4. Промышленные стандарты и контроль качества.
1. Система международного стандарта ASTM F3303. В медицинских имплантатах не должно быть более 0,5 мг/см² остаточного порошка. КТ-сканирование и экстракция растворителем — два способа выяснить это.
ISO/ASTM 52921: Для деталей аэрокосмической отрасли степень аттестации порошковой очистки должна составлять 99,99 %, и это проверяется с использованием метода вероятностной выборки.
2. Контроль качества на уровне предприятия
Управление базой данных: некая авиационная производственная компания создала библиотеку из 2000 наборов данных о процессах порошковой очистки и использовала модели машинного обучения, чтобы определить оптимальные настройки порошковой очистки для различных материалов.
Система цифрового отслеживания: RFID-метки отслеживают процесс очистки каждой детали, позволяя отслеживать весь процесс от печати до обнаружения.