增材制造享受過(guò)越來(lái)越受歡迎和接受近年來(lái)在各種行業(yè)中。公司對(duì)3D打印的投資迅速增加，3D打印零件的數(shù)量也在持續(xù)增長(zhǎng)。此外，隨著技術(shù)的發(fā)展，各種CAD軟件已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)，可能的3D打印材料的范圍仍在擴(kuò)大。我們已經(jīng)看到了塑料、金屬、陶瓷，甚至巧克力、灰燼和糖——清單很長(zhǎng)，而且越來(lái)越長(zhǎng)。增材制造工藝數(shù)量眾多，步驟也是如此后處理例如，這些包括支撐結(jié)構(gòu)的移除、表面加工、拋光或甚至移除多余的材料。值得注意的是，隨著添加制造繼續(xù)工業(yè)化，粉末去除變得越來(lái)越重要。

 

為什么自動(dòng)化除粉在3D打印中如此重要？

 

當(dāng)使用基于粉末的金屬3D打印時(shí)，為了能夠開(kāi)始最終確定物體并移動(dòng)到其他后處理步驟，必須去除大量粉末。該粉末位于部件的通道和空腔中。現(xiàn)在，印刷后仍粘附在元件上的粉末通常用手工清除。但是，必須非常小心和精確地移除它，否則在清潔過(guò)程中會(huì)有損壞組件的風(fēng)險(xiǎn)，或者在接下來(lái)的步驟中會(huì)引起問(wèn)題。這是因?yàn)榱慵仨殯](méi)有任何粉末，才能繼續(xù)進(jìn)行其他處理，如熱處理。然而，手動(dòng)去除額外制造的部件的粉末會(huì)帶來(lái)一些缺點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)。

 

AM專(zhuān)家看到手動(dòng)除粉的挑戰(zhàn)

 

Solukon Maschinenbau公司專(zhuān)門(mén)研究使用金屬或聚合物激光粉末床熔化工藝從部件上去除粉末的系統(tǒng)，該公司對(duì)AM行業(yè)的專(zhuān)家進(jìn)行了關(guān)于手動(dòng)去除粉末的局限性的調(diào)查。結(jié)果表明，健康風(fēng)險(xiǎn)被認(rèn)為是人工除粉的最大問(wèn)題。這是因?yàn)槭謩?dòng)除粉不可避免地使用戶(hù)直接接觸細(xì)粉塵，這對(duì)健康有害。受訪者還提到了爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。

 

74%接受調(diào)查的AM專(zhuān)家還認(rèn)為，在脫粉過(guò)程中進(jìn)行手工作業(yè)時(shí)，很難獲得可重復(fù)的清潔效果。清潔結(jié)果高度依賴(lài)于相應(yīng)用戶(hù)的技能，并且基于經(jīng)驗(yàn)，只能在極少數(shù)情況下重復(fù)。這意味著始終如一的清潔質(zhì)量不可能達(dá)到100%。

 

為什么自動(dòng)化除粉在3D打印中如此重要？

 

考慮到3D打印零件的尺寸和復(fù)雜性(尤其是現(xiàn)在打印的零件高度高達(dá)一米)，相應(yīng)的大而重的零件的去粉末也必須順利進(jìn)行。這是手動(dòng)斷電很快達(dá)到極限的地方。因此，對(duì)自動(dòng)化解決方案的需求顯而易見(jiàn)，Solukon的首席執(zhí)行官兼創(chuàng)始人Andreas Hartmann也證實(shí)了這一點(diǎn):“我們意識(shí)到需要與客戶(hù)合作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)斷電。2014年，德國(guó)南部的一家汽車(chē)制造商找到我們，詢(xún)問(wèn)一種自動(dòng)去除部件粉末的方法。僅用一年時(shí)間，我們就開(kāi)發(fā)出了SFM-01——世界上第一個(gè)自動(dòng)化除粉系統(tǒng)。一年后，我和張秀坤·施密德成立了Solukon Maschinenbau GmbH公司，專(zhuān)門(mén)致力于開(kāi)發(fā)動(dòng)力。"如今，Solukon的客戶(hù)包括EOS和SLM Solutions等領(lǐng)先的3D打印機(jī)制造商，NASA等研究所，以及幾家知名的美國(guó)火箭制造公司。

 

自動(dòng)化粉末去除為3D打印帶來(lái)了巨大的附加值

 

自2015年推出全球首個(gè)全自動(dòng)除粉系統(tǒng)以來(lái)，Solukon在自動(dòng)化除粉領(lǐng)域發(fā)揮了先鋒作用。在Solukon SPR技術(shù)的幫助下，即使是復(fù)雜的零件也可以快速、輕松、全自動(dòng)地脫離粉末。通過(guò)雙軸旋轉(zhuǎn)和定向振動(dòng)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，零件在受保護(hù)的環(huán)境中完全脫離粉末。使去粉末過(guò)程步驟自動(dòng)化節(jié)省了時(shí)間，并且回收未污染的粉末給AM生產(chǎn)帶來(lái)了更大的成本效益。與手動(dòng)過(guò)程不同，通過(guò)自動(dòng)去粉末，3D打印后的整個(gè)粉末去除過(guò)程不僅可以加速，而且可以實(shí)現(xiàn)精確和可重復(fù)的清潔結(jié)果。

 

在添加制造領(lǐng)域工作的任何人都知道，盡可能緊密地聯(lián)系各個(gè)過(guò)程步驟是非常重要的。Solukon的數(shù)字工廠工具為增材制造的完全自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化做出了重要貢獻(xiàn)。該工具能夠?qū)⒆詣?dòng)斷電順利集成到數(shù)字AM流程中。傳感器和接口概念確保了對(duì)整個(gè)斷電過(guò)程的持續(xù)監(jiān)控和記錄。這對(duì)于航空航天和醫(yī)療等要求苛刻的行業(yè)尤為重要，這些行業(yè)對(duì)AM過(guò)程的透明度要求特別高。

 
 

Solukon公司的無(wú)數(shù)應(yīng)用實(shí)例證明了自動(dòng)化除粉早已在實(shí)踐中得到證明，Solukon公司在該領(lǐng)域擁有180多個(gè)除粉系統(tǒng)。法國(guó)增材制造系統(tǒng)(PBF & DED)制造商AddUp正在使用Solukon SFM-AT800-S徹底清除復(fù)雜零件上的粉末。“粉末去除是印刷后的關(guān)鍵步驟，因?yàn)榉勰┛赡苁钦承缘?，即它可能卡在零件的?nèi)部通道中。通過(guò)集成Solukon SFM-AT800-S，我們?yōu)槲覀兊纳a(chǎn)工廠找到了理想的斷電系統(tǒng),” AddUp的后處理方法工程師Medhi Offroy說(shuō)。