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金屬3D打印件加工中的安全隱患

魔猴君  科技前沿   2606天前

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通過常規(guī)制造工藝(鑄造、鍛造等)工藝制造的零件是不會發(fā)生爆炸現(xiàn)象的。金屬3D打印制造的零件,潛在著一個安全隱患——爆炸。然而,那些隨著零件一起離開加工區(qū)域的被困粉末便會帶來很多安全隱患。



或許您看過操作人員佩戴呼吸器,穿著個人防護設(shè)備。這是因為在金屬3D打印過程中所用的金屬粉末原料很容易被人吸入體內(nèi),對人健康產(chǎn)生影響。而且有些人還對鎳金屬過敏,這就使得金屬粉末的吸入問題成為了人們一大關(guān)注點?;蛟S多數(shù)人沒有意識到,將通過金屬3D打印技術(shù)制成的零件從建造室中取出來并清潔,零件中仍含有微量的粉末材料。


對于金屬打印來說,打印金屬結(jié)構(gòu)和打印支撐是不同的,大多數(shù)支撐不是完全密實的,這就可能導致金屬粉末留在其中。當打印完的構(gòu)件被取出時,構(gòu)件的支撐就有可能將其內(nèi)的金屬粉末釋放到空氣中。這就是為什么建議通過水下EDM電火花線切割的加工方式來移除構(gòu)建基板,從而讓這些閑散的粉末釋放到水中。




如果不使用EDM加工技術(shù),那就需要進行二次清潔操作。例如抽真空去除被困在支撐結(jié)構(gòu)中的粉末。但實際操作的難度并不簡單,因為粉末顆粒能夠在應力釋放期間粘附到支撐材料的內(nèi)壁或零件表面上。即便用將零件與桌面碰撞,仍然存在少許未被清除的粉末。


顯然,從零件中清除金屬粉末的方法相當繁復,這需要更多的研究了解如何使用蘇打爆破、磨料流加工(Abrasive flow Machining簡稱AFM)和電化學拋光等技術(shù)來幫助去除支撐的金屬粉末。


其中,磨料流加工技術(shù)是一種最新的機械加工方法,是以磨料介質(zhì)(摻有磨粒的一種可流動的混合物)在壓力下流過工件所需加工的表面,進行去毛刺、除飛邊、磨圓角,以減少工件表面的波紋度和粗糙度,達到精密加工的光潔度。AFM法在需要繁復手工精加工或形狀復雜的工件,以及其他方法難以加工的部位是最好的加工方法。AFM法也可應用于以滾筒、震動和其它大批量加工不夠滿意或加工時受損的工件。并能有效去除放電加工或激光光束加工后再生的脫層。


電化學拋光也稱電解拋光。電解拋光是以被拋工件為陽極,不溶性金屬為陰極,兩極同時浸入到電解槽中,通以直流電而產(chǎn)生有選擇性的陽極溶解,從而達到工件表面光亮度增大的效果。


需要注意的是,一些金屬粉末原料是自燃的,如鈦和鋁,這意味著它們會發(fā)生爆炸。因此,專業(yè)的加工人員在處理這些材料制成的零件時要小心,因為這些被零件捕獲的粉末可能會重新被釋放,如果潛入到機器環(huán)境中,在火花或其他條件的組合下可能導致爆炸。所以,在處理和后處理這些零部件時要特別小心,一定要確保已經(jīng)進行了適當?shù)那鍧崱H绻慵幚頃r有松散的粉末落下,則停止進行加工。


全面了解和診斷與金屬3D打印有關(guān)的安全隱患的進展還在進行中,必要的時候事先通知當?shù)氐南狸爢T,以便在緊急情況下做出更快的響應。此外,當將3D打印的金屬零件放在磨床或車/銑床上進行加工的時候,一定確保這些零件中的粉末不會被加工時產(chǎn)生的火花點燃引起爆炸。



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