Existe-t-il une différence dans la méthode de dépoudrage pour les pièces imprimées en métal constituées de différents matériaux ?

一, La logique sous-jacente du processus d’élimination des particules repose sur les qualités du matériau.
1. Alliage de titane : une activité élevée nécessite une protection contre un environnement inerte
Lorsque les alliages de titane (tels que Ti6Al4V) deviennent chauds, ils peuvent réagir avec l'oxygène et l'azote pour générer une couche d'oxyde dure et cassante. La granulométrie de sa poudre est normalement maintenue entre 15 et 53 μm, cependant s'il y a beaucoup de poudre minuscule (<20 μm), it can clump together and leave behind more residue. When taking out powder, you should use an inert gas protection system, such the Tuobo TCB-100 explosion-proof powder cleaning equipment. This system replaces the air within the box with nitrogen or argon gas to keep the oxygen level below 50ppm and stop the powder from oxidising and catching fire on its own. To clean porous structure implants like intervertebral fusion devices, you should use 0.5–0.6MPa compressed air to wrap the same type of metal particles. This will ensure that the rate of powder removal inside the pores is at least 99.5%.
2. Acier inoxydable : Il ne rouille pas, il peut donc être nettoyé avec des produits chimiques.
La poudre d'acier inoxydable 316L contient du chrome, ce qui le rend résistant à la corrosion chimique et permet un nettoyage en plusieurs étapes. Par exemple, voici comment un avionneur nettoie les aubes de ses moteurs : un jet d'eau à haute pression (15 MPa) pour éliminer la poudre de surface, puis une solution de nettoyage alcaline (pH =11) trempée pendant 2 heures pour dissoudre les matières organiques, puis un nettoyage aux ultrasons (40 kHz, 10 minutes) pour éliminer les pores restants, puis un rinçage à l'eau pure et enfin un séchage à l'air chaud (80 degrés). Pour éviter la corrosion par piqûre, la solution de nettoyage doit avoir un niveau d'ions chlorure inférieur à 25 ppm pour les pièces de précision.
3. Alliage d’aluminium : Le faible point de fusion rend le nettoyage mécanique difficile.
L'alliage d'aluminium AlSi10Mg fond à seulement 577 degrés et le nettoyage par vibration typique peut rapidement modifier la forme des pièces. La société EOS a mis au point un procédé « grattoir doux + soufflage à basse température ». Lors de la phase de pose de la poudre, un grattoir en silicone (résistance à la température inférieure ou égale à 80 degrés) est utilisé pour réduire les éclaboussures. Une fois l'impression terminée, un nettoyage au jet de neige CO₂ (température -78,5 degrés) est utilisé pour éliminer la poudre par impact de particules solides tout en évitant la concentration de contraintes thermiques. Pour empêcher les constructions à parois minces de s'effondrer, comme les ailettes de radiateur, la pression de soufflage doit être maintenue en dessous de 0,2 MPa.
2, Le type de structure détermine les différents types de technologies d’élimination des particules.
1. Structure poreuse : pulvérisation dans une direction et adsorption par aspirateur travaillant ensemble
La couche poreuse des implants orthopédiques, y compris les cupules acétabulaires, a généralement une épaisseur inférieure à 3 mm. Ils doivent donc être nettoyés sous plusieurs angles. La pulvérisation dans six orientations différentes (0 degrés, 60 degrés, 120 degrés, 180 degrés, 240 degrés et 300 degrés) sur des bâtiments visibles à travers réduira la quantité de poudre laissée de 8,2 mg/cm² à 0,3 mg/cm². La technologie d’adsorption sous vide doit être utilisée conjointement avec des structures qui ne sont pas perméables. Une entreprise médicale, par exemple, utilise un dispositif d'aspiration de poudre à pression négative (avec un degré de vide de -80 kPa) et un dispositif pouvant pivoter à 360 degrés pour obtenir un taux de récupération de poudre de 98,7 %.
2. Structure à parois fines- : nettoyage avec faible contrainte et support de la structure
Les pales des moteurs d'avion ont généralement une épaisseur inférieure à 1 mm et lors du retrait de la poudre, les contraintes mécaniques doivent être maîtrisées. La technologie « adsorption électrostatique + guidage du flux d'air » utilisée par GE fonctionne comme ceci : un revêtement conducteur est appliqué sur la plate-forme d'impression et la poudre adhère à la surface du revêtement grâce à un champ électrostatique. Ensuite, un flux d'air laminaire (débit de 0,5 m/s) est utilisé pour souffler le long de la surface de la pale afin de l'empêcher de vibrer. Pour les structures de cavités internes complexes, il est nécessaire de créer des luminaires uniques. Par exemple, un certain type de disque de turbine possède un arbre central qui peut être retiré. Cela aide la poudre à sortir en utilisant la force centrifuge créée par l'arbre central pendant sa rotation.
3. Structure physique : bon pour le recyclage et pour réduire la poussière
Lorsque vous retirez la poudre de gros objets solides comme les cylindres de moteurs de voitures, vous devez trouver un équilibre entre efficacité et protection de l’environnement. La machine de nettoyage de poudre ultra-Tuobo (charge 1 000 kg) utilise une combinaison de « criblage des vibrations + classification du flux d'air » pour nettoyer la poudre. Tout d'abord, un moteur vibrant (fréquence 25 Hz) détache la poudre, puis un séparateur cyclone (taille de particule de coupe 5 μm) collecte la poudre utilisable. Enfin, un filtre à manches (efficacité de filtration 99,99 %) capte les poussières ultrafines. Cette méthode répond aux réglementations sur les émissions PM2,5 et récupère 95 % de la poudre.
3, Le risque du processus favorise la mise à niveau de la technologie d’élimination des particules.
1. Risque d'oxydation des poudres : un système de recyclage-en boucle fermée
Après avoir utilisé 15 fois de la poudre d'alliage de titane, la concentration en oxygène passera de 0,08 % à 0,25 %. Cela rendra les pièces 40 % plus faibles en termes de résistance à la fatigue. Siemens a créé un système de gestion de poudre en boucle fermée-qui utilise du gaz inerte pour assurer la sécurité du pipeline de transport. → Utilisation de la méthode de diffraction laser pour connaître en ligne la taille des particules de poudre (précision 0,1 μm) → Traitement de broyage et de pelage par flux d'air pour les poudres ayant une épaisseur de couche d'oxyde supérieure à 2 μm → re-criblage (tamis de 150 μm) et réutilisation. Cette technologie augmente le taux d'utilisation de la poudre à 92 % et maintient la concentration en oxygène des pièces inférieure ou égale à 0,13 %.
2. Risque de contraintes résiduelles : synergie de traitements thermiques pour le dépoudrage
Après l'impression, la tension résiduelle dans l'alliage à base de nickel Inconel 718 peut atteindre 300 MPa. Si vous ne chargez pas correctement les vibrations lors du retrait de la poudre, vous pourriez facilement avoir des fissures. Une certaine entreprise aérospatiale utilise le procédé « dépoudrage à basse température + traitement de vieillissement ». Tout d'abord, les pièces sont refroidies dans de l'azote liquide à -196 degrés pour libérer 50 % de la contrainte résiduelle. Ensuite, un soufflage basse pression à 0,3 MPa est utilisé pour éliminer la poudre. Enfin, un traitement de vieillissement à 720 degrés pendant 8 heures est effectué pour réduire encore plus la contrainte, à moins de 50 MPa. Le taux de qualification des pièces est passé de 78 % à 95 % grâce à cette démarche.
3. Risques de biosécurité : réglementation relative à la désinfection du matériel médical
Les implants orthopédiques doivent répondre aux critères de biocompatibilité ISO 10993 et, une fois la poudre éliminée, ils doivent pouvoir :
Reste de poudre : 0,1 mg par pièce
Endotoxine de bactéries<0.25EU/mL
Niveau 1 ou inférieur pour la réaction cytotoxique
Une certaine entreprise médicale utilise un-processus de nettoyage en trois étapes :
Rincer à l'eau claire (conductivité inférieure ou égale à 1,3 μ S/cm)
Faire tremper dans de l'éthanol à 75 % pendant 30 minutes à 60 degrés.
Stérilisation à l'oxyde d'éthylène (800 mg/L, 6 heures)
Après test, cette technique peut garantir que tous les produits sont sans danger pour la biosécurité.