金屬3D打?。河谰眠^(guò)濾模塊加速選區(qū)激光熔化技術(shù)的工業(yè)化進(jìn)程223
除了更大的成形尺寸、更快的成形效率、更高的成形精度，在選區(qū)激光熔化技術(shù)的工業(yè)化進(jìn)程中，過(guò)濾系統(tǒng)的持久性及穩(wěn)定性同樣決定了批量化生產(chǎn)的加工速率及成形質(zhì)量。
△從右到左：SLM?500生產(chǎn)型設(shè)備-PFM永久過(guò)濾模塊-PSV閉環(huán)粉末供應(yīng)系統(tǒng)-PRS拆件站 作為選區(qū)激光熔化技術(shù)的先驅(qū)者，SLM Solutions一直致力于適合批量化生產(chǎn)的金屬增材制造設(shè)備及相關(guān)技術(shù)的開(kāi)發(fā)。為避免更換濾芯，確保長(zhǎng)期穩(wěn)定的過(guò)濾效果及打印質(zhì)量，SLM Solutions推出了多功能的PFM永久過(guò)濾模塊。風(fēng)場(chǎng)帶出的煙塵和飛濺被集中到燒結(jié)式過(guò)濾器，隨后將觸發(fā)傳感器，加入阻聚涂層顆粒進(jìn)行覆蓋，使所收集的粉塵鈍化并進(jìn)行干燥處理。在批量化生產(chǎn)中，PFM將重復(fù)此步驟直至收集桶填滿，在最后一層阻聚涂層顆粒填充完畢后，收集桶將從惰性環(huán)境中移出。 SLM Solutions為燒結(jié)式過(guò)濾器開(kāi)發(fā)了一個(gè)特殊的蓋子，并為該設(shè)計(jì)申請(qǐng)了專利，用于控制氧氣的暴露速率，以保證粉塵在48小時(shí)內(nèi)被鈍化。通過(guò)阻聚涂層顆粒和可控制氣體環(huán)境的燒結(jié)式過(guò)濾蓋，充分保障了PFM以及廢棄物處理的安全性。  △PFM永久過(guò)濾模塊  △PFM工藝示意圖 過(guò)濾過(guò)程可以與成形過(guò)程同步進(jìn)行，且不會(huì)影響設(shè)備的打印過(guò)程。若在打印任務(wù)開(kāi)始前收集桶容量已不足25%，打印任務(wù)將無(wú)法啟動(dòng)。若在收集桶在成形過(guò)程中填滿，收集桶將會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，由漏斗作為內(nèi)部容器繼續(xù)收集廢棄物，內(nèi)部漏斗擁有足夠大的容量能夠確保該打印任務(wù)可以不間斷地完成。而在此過(guò)程中使用者也可以隨時(shí)對(duì)收集桶進(jìn)行更換，以便后續(xù)打印任務(wù)的順利進(jìn)行。 PFM具備自清潔功能，當(dāng)設(shè)備需要更換打印材料時(shí)，僅需要更換收集桶，過(guò)濾器無(wú)需更換，使用氣體清潔即可使用。 阻聚涂層的選擇： SLM Solutions所使用的阻聚涂層顆粒具有阻斷和消除的功能。阻斷功能可避免高密度自燃廢棄物的形成和團(tuán)聚，同時(shí)可以防止快速氧暴露。消除功能則是在發(fā)生反應(yīng)后，阻聚涂層顆粒熔化并包覆廢棄物使其失去活性并停止反應(yīng)，同時(shí)，這一過(guò)程還可以迅速分散局部溫度，防止反應(yīng)的進(jìn)一步發(fā)生。通常，在同類型的阻聚材料中碳酸鈣使用較多，但在實(shí)際使用中碳酸鈣可能會(huì)引起其他反應(yīng)，相比之下，SLM Solutions所使用的阻聚涂層顆粒則會(huì)更加安全可靠。 氧化過(guò)程的控制： SLM Solutions通過(guò)控制暴露的氣體環(huán)境可實(shí)現(xiàn)廢棄粉塵的完全鈍化，整個(gè)處理工藝中所使用的材料以及所得到的廢棄物均為干物質(zhì)，經(jīng)由收集桶集中收集，可大幅簡(jiǎn)化后續(xù)的廢棄物處理程序。若是將廢棄粉塵埋在碳酸鈣中，很難確保粉塵顆粒能夠完全鈍化，仍然具有發(fā)生爆炸的可能性及危險(xiǎn)性。  △收集桶內(nèi)廢棄物處理示意圖  △可移交干物質(zhì)處理的廢棄物收集桶 PFM永久過(guò)濾模塊的優(yōu)勢(shì)： (1)PFM具有自清潔功能，裝滿或堵塞后無(wú)需更換或維護(hù)濾盒，不會(huì)影響打印過(guò)程，有效減少了設(shè)備的停機(jī)時(shí)間。在理論情況下，PFM無(wú)壽命期限限制，僅需定期進(jìn)行維護(hù)、重新注入阻聚涂層顆粒并清除廢料，即可保證10年以上的使用壽命。 (2)通過(guò)燒結(jié)式過(guò)濾器提高過(guò)濾性能及工藝穩(wěn)定性，使得系統(tǒng)內(nèi)的氣體流量更加穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)因過(guò)濾器堵塞而產(chǎn)生逆向壓力。其運(yùn)作過(guò)程中噪音更小，同時(shí)減輕了氣泵的工作量，從整體上提高了設(shè)備的運(yùn)行性能。 (3)減低消耗成本，消除濾芯成本。阻聚涂層顆粒的售價(jià)為40歐元/12公斤，單個(gè)收集桶僅需使用5kg阻聚涂層顆粒，從批量化生產(chǎn)的長(zhǎng)期使用需求來(lái)看，使用PFM將更為經(jīng)濟(jì)。 (4)采用全自動(dòng)PLC控制與監(jiān)控。 (5)采用閉環(huán)設(shè)計(jì)，保證全密封環(huán)境，大大降低了粉塵顆粒發(fā)生反應(yīng)的可能性。 |
