จะทราบได้อย่างไรว่าชิ้นส่วนโลหะที่พิมพ์ด้วย 3D ผ่านการผงแป้งแล้วหรือไม่?

一 ผงที่เหลือจากชิ้นส่วนโลหะที่พิมพ์แบบ 3 มิติมีคุณสมบัติซ่อนเร้นและสะสม ในโครงสร้างช่องทางการไหลที่ซับซ้อน ผงสามารถสะสมตัวได้ใน "โซนการล็อคผง" ในตำแหน่งที่คุณมองไม่เห็น เช่น ส่วนต่อประสานออสเซโออินทิเกรชันของถ้วยอะซิตาบูลโลหะผสมไทเทเนียม หากผงที่เหลือหนากว่า 0.1 มม. จะทำให้กระดูกรวมตัวกันได้ยากขึ้นมาก ที่อันตรายกว่านั้นคือผงโลหะผสมอลูมิเนียมสามารถแตกตัวได้เมื่อสัมผัสกับไฮโดรเจนในสภาวะที่มีอุณหภูมิสูง- ในห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์การบินเฉพาะ ผงที่เหลืออาจทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปในท้องถิ่นระหว่างการทดสอบที่ร้อน ซึ่งอาจนำไปสู่การเสียรูปของโครงสร้างได้ ตัวอย่างเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าการค้นหาผงตกค้างต้องเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการออกแบบ การพิมพ์ และหลังการประมวลผล-ทั้งหมด
2 ระบบสำหรับเทคโนโลยีการตรวจจับหลาย-มิติ
1. วิธีค้นหาสิ่งของในวงกว้าง
การตรวจสอบด้วยสายตา: เหมาะสำหรับส่วนโครงสร้างแบบเปิด ดูการเปลี่ยนแปลงของความมันเงาของพื้นผิวเมื่อสัมผัสกับแสงจ้า ตัวอย่างเช่น หากมีผงบนพื้นผิวของอุปกรณ์ฟิวชันระหว่างตัวถังสแตนเลสที่ยังไม่ได้ทำความสะอาด ก็จะดูมีหมอก
การทดสอบแรงดัน: ใช้มิเตอร์วัดการไหลเพื่อจับตาดูอัตราการรั่วไหลขณะจ่ายอากาศอัด 0.5MPa ไปยังช่องระบายความร้อน สำหรับใบพัดกังหันแต่ละประเภท มาตรฐานสำหรับการตรวจจับคืออัตราการรั่วไหลที่น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.1 ลิตร/นาที
2. เทคโนโลยีการตรวจจับสิ่งต่าง ๆ ในระดับจุลภาค
การสแกน CT สำหรับอุตสาหกรรม: สามารถถ่ายภาพสามมิติ-ด้วยความละเอียด 0.01 มม. มีการตรวจสอบหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์เครื่องบิน และพบว่าการสแกน CT อาจพบผงจับตัวเป็นก้อนที่มีความหนา 0.05 มม. ซึ่งรังสีเอกซ์-ไม่สามารถมองเห็นได้
กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) เมื่อใช้ร่วมกับ Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) อาจพบอนุภาคผงที่มีขนาดเพียงไม่กี่ไมครอน และพิจารณาองค์ประกอบทางเคมีของอนุภาคดังกล่าว SEM ค้นพบว่าปริมาณออกซิเจนในผงที่เหลือนั้นมากกว่าปริมาณออกซิเจนของวัสดุพื้นฐานถึง 300% ในขณะที่ประเมินข้อต่อเทียมโคบอลต์โครเมียมอัลลอยด์
3. การทดสอบสมรรถภาพทางกาย
การทดสอบการนำความร้อน: ผงที่เหลือจะช่วยลดค่าการนำความร้อนของวัสดุ ผลการทดสอบหม้อน้ำอลูมิเนียมอัลลอยด์แสดงให้เห็นว่าค่าการนำความร้อนลดลง 2.3% สำหรับอัตราคงเหลือที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 1%
การทดสอบด้วยอัลตราซาวนด์: วิธีการนี้มีความไว 92% ในการค้นหาการเกาะตัวของผงในการทดสอบวงเล็บโลหะผสมไททาเนียม โดยใช้สัมประสิทธิ์การลดทอนความเร็วเสียงเพื่อค้นหาข้อบกพร่องภายใน
3 ปรับปรุงกระบวนการและหยุดปัญหาก่อนที่จะเกิดขึ้น
1. การป้องกันในระหว่างขั้นตอนการออกแบบ
การปรับปรุงเส้นทางการปล่อยผง: ใช้การออกแบบการจำลองพลศาสตร์ของไหลเพื่อสร้างช่องทางการไหลแบบเรียวซึ่งช่วยให้ผงไหลออกมาตามธรรมชาติภายใต้แรงโน้มถ่วง ตัวอย่างการปรับให้เหมาะสมของห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์การบินบางห้องแสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนมุมของช่องการไหลจาก 60 องศาเป็น 45 องศาสามารถทำให้การทำความสะอาดผงมีประสิทธิภาพมากขึ้น 40%
การออกแบบผงใส: ในสถานที่สำคัญให้เก็บผงทำความสะอาดรูขุมขนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 0.8 มม. การออกแบบที่เปลี่ยนไปเป็นการปลูกถ่ายกระดูกบางชนิดช่วยลดเวลาที่ใช้ในการทำความสะอาดผงด้วยตนเองจาก 120 นาทีเหลือเพียง 15 นาที
2. การควบคุมพารามิเตอร์การพิมพ์
การปรับความหนาของชั้นให้เหมาะสม: การเปลี่ยนความหนาของชั้นจาก 50 μm เป็น 30 μm สามารถช่วยหยุดการเชื่อมตัวของผงได้ การทดสอบการพิมพ์หัวฉีดเครื่องยนต์จรวดบางรุ่นพบว่าการพิมพ์แบบชั้นบาง-ช่วยลดปริมาณผงที่เหลือได้ 65%
โครงสร้างส่วนรองรับที่ดีกว่า: การใช้จุดรองรับดอทเมทริกซ์แทนแบบทึบจะลดปริมาตรการรองรับของใบพัดกังหันที่กำหนดลง 70% และทำให้ทำความสะอาดผงได้ง่ายขึ้น 50%
3. แนวคิดใหม่ๆ ในเทคโนโลยีหลังการประมวลผล-
ผลกระทบจากก๊าซเฉื่อยแบบสอง-: การทดสอบการทำความสะอาดด้วยผงของตัววาล์วการบินและอวกาศพบว่าการเปลี่ยนทิศทางการไหลของก๊าซที่ความดัน 0.6 MPa ระบุว่าวิธีนี้จะลดอัตราคงเหลือจาก 3.2% เหลือ 0.5%
ความช่วยเหลือเกี่ยวกับการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิก: การสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิกที่ 20kHz อาจทำให้การยึดเกาะระหว่างผงและสารตั้งต้นลดลง 60% และลดเวลาที่ใช้ในการทำความสะอาดผงให้เหลือเพียงหนึ่ง-ของระยะเวลาที่เคยเป็น
4 มาตรฐานสำหรับอุตสาหกรรมและการควบคุมคุณภาพ
1. ระบบมาตรฐานสากล ASTM F3303 ควรมีผงเหลืออยู่ในการปลูกถ่ายทางการแพทย์ไม่เกิน 0.5 มก./ซม.² การสแกน CT และการสกัดตัวทำละลายเป็นสองวิธีในการค้นหาสิ่งนี้
ISO/ASTM 52921: สำหรับชิ้นส่วนอากาศยาน อัตราคุณสมบัติการทำความสะอาดผงจะต้องอยู่ที่ 99.99% และตรวจสอบโดยใช้วิธีการสุ่มตัวอย่างความน่าจะเป็น
2. การควบคุมคุณภาพในระดับองค์กร
การจัดการฐานข้อมูล: บริษัทผู้ผลิตการบินแห่งหนึ่งได้สร้างคลังข้อมูล 2,000 ชุดเกี่ยวกับกระบวนการทำความสะอาดด้วยผง และใช้โมเดลการเรียนรู้ของเครื่องเพื่อค้นหาการตั้งค่าการทำความสะอาดด้วยผงที่ดีที่สุดสำหรับวัสดุต่างๆ
ระบบตรวจสอบย้อนกลับแบบดิจิทัล: แท็ก RFID ติดตามกระบวนการทำความสะอาดสำหรับแต่ละชิ้นส่วน ทำให้สามารถติดตามกระบวนการทั้งหมดตั้งแต่การพิมพ์ไปจนถึงการตรวจจับ