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金屬3D打印技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)日漸成熟，但該技術(shù)的潛力能否得到充分發(fā)揮卻受到下游工藝的限制，如零件粉末清除和精加工。
對(duì)于粉末清除來(lái)說(shuō)，零件越復(fù)雜，殘余粉末的清除就越困難。如今，這一后處理過程逐漸由人工操作過渡到使用自動(dòng)化的設(shè)備。
但最佳的粉末去除，應(yīng)該始于零件設(shè)計(jì)和打印準(zhǔn)備階段。
?? 設(shè)計(jì)階段如何注意粉末清除問題
在設(shè)計(jì)階段，工程師就可以開始考慮除粉問題，并據(jù)此做出相應(yīng)的選擇。
通常來(lái)說(shuō)，零件越復(fù)雜，除粉難度就越大。如細(xì)長(zhǎng)的內(nèi)部通道、相互連通的空腔、晶格結(jié)構(gòu)以及高縱橫比等特征都會(huì)給清粉帶來(lái)挑戰(zhàn)。
但提高除粉效率的關(guān)鍵不在于簡(jiǎn)化零件幾何形狀，而在于做出明智的設(shè)計(jì)選擇。
EOS公司的Sebastian Becker表示：“早期設(shè)計(jì)決策對(duì)除粉的可能性和效率有著顯著影響。打印方向、通道直徑、排粉角度以及排除孔的位置等因素都會(huì)影響粉末的清除難易程度。”
以下幾個(gè)設(shè)計(jì)因素可以改善清粉操作：
1.調(diào)整內(nèi)部通道的長(zhǎng)度或直徑；
2.在存在粉末滯留風(fēng)險(xiǎn)的幾何形狀中集成粉末清除通道；
3.避免使用過窄或矩形的通道，因?yàn)檫@些通道容易滯留粉末。
即使零件設(shè)計(jì)無(wú)法更改，為了提高除粉效率，也可以進(jìn)行一些調(diào)整。例如在非關(guān)鍵區(qū)域添加臨時(shí)或功能性的排除孔，以方便粉末排出；另一點(diǎn)是確保內(nèi)部空腔與外部開口之間的連通性。
3D打印技術(shù)參考注意到，知名自動(dòng)粉末清除設(shè)備開發(fā)商Solukon，甚至專門推出了一款仿真工具，用戶可以確定所設(shè)計(jì)的幾何結(jié)構(gòu)能否高效的去除粉末，或者是否可以采取措施來(lái)促進(jìn)除粉，例如調(diào)整設(shè)計(jì)。
?? 打印階段如何注意粉末清除問題
除了設(shè)計(jì)方面的考慮，還有其他方法可以改善清粉的難易程度。例如，在打印準(zhǔn)備階段，零件方向和支撐生成等因素會(huì)對(duì)需要去除的粉末量以及零件的清潔難易程度產(chǎn)生顯著影響。其他參數(shù)，例如氣流控制，也有助于提高零件的清潔度和除粉效率。
Sebastian Becker表示指出，“一些EOS的客戶會(huì)優(yōu)化打印參數(shù)來(lái)減少粉末粘附，而先進(jìn)的氣流管理和持續(xù)改進(jìn)的工藝參數(shù)有助于在打印過程中保持零件表面更加光滑。此外，EOS還采用了減少支撐結(jié)構(gòu)的技術(shù)，以進(jìn)一步提高粉末去除效率。”
需要考慮的兩個(gè)關(guān)鍵因素是：
盡量減少支撐，降低粉末殘留量和清除需求；調(diào)整零件擺放方向，利用重力輔助區(qū)分，最大限度減少粉末積聚。
使用自動(dòng)粉末清除設(shè)備，系統(tǒng)會(huì)依靠CAD數(shù)據(jù)和智能算法，自動(dòng)化的旋轉(zhuǎn)和振動(dòng)去除高度復(fù)雜結(jié)構(gòu)中的粉末，能夠顯著減少人工勞動(dòng)、操作人員的暴露風(fēng)險(xiǎn)以及與手動(dòng)清潔相關(guān)的各種不確定因素。
像除粉這樣的重要后處理步驟已經(jīng)不再是限制技術(shù)的應(yīng)用的關(guān)鍵問題，通過自動(dòng)化解決方案和上游設(shè)計(jì)策略的結(jié)合，可以不斷提高效率。
注：本文由3D打印技術(shù)參考創(chuàng)作，未經(jīng)授權(quán)，謝絕轉(zhuǎn)載。
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