大型金屬3D打印工件粉末清潔需要注意哪些問題？
2021年，中國的3D打印市場呈現出三大典型發展趨勢：產業化、新商業模式涌現、金屬3D打印開始扮演重要角色。在金屬3D打印領域，大尺寸、多激光是粉末床選區激光熔化設備其中一項重要發展趨勢。大尺寸設備意味著更高的工作效率，可以加快在航空航天、船舶、汽車等領域的應用，但也對3D打印工件的質量與精密性也提出了更高的要求，打印后處理的問題也逐漸顯現：增材制造特性決定了粉末殘留的必然性，如何有效清理大型工件內部殘留的粉末，成為后處理的一個重要課題。
浙江拓博環保科技有限公司針對大型粉末床激光熔化3D打印零件清粉后處理過程中的常見問題進行了分析，并提出了相關清粉解決方案。借此，我們可以對粉末清潔（尤其是復雜大型工件）后處理進行一定了解。
清粉-3D打印后處理重點環節
根據浙江拓博，3D打印零件漫長的手工后處理和去粉化方法為制造商增加了不少成本。小型工件雖然可以人工進行清理，但逃逸的粉末仍會對操作員身體健康產生不利的影響，更何況是大型精密工件。若想做好工件的清粉，做好以下幾點是關鍵。
一是人工清粉的效率和安全問題。對于結構復雜且內部管路細密、質量較大的工件來說，人工清粉的技術有限，且不能通過搖動、振動等方法使粉末完全與工件分離，不僅清粉有難度，效率也不高。
©浙江拓博
安全問題包括工件安全和操作工人的安全，工件安全是指若操作不當引起工件損壞，對制造商來說是會造成極大損失；不僅如此，清粉過程中若防護不當，操作工人長期吸入空氣中的金屬粉末，也會對健康造成極大的影響。
二是粉末回收再利用問題。粉末處理不到位首先會造成環境污染。金屬粉末價格高昂，能在不影響粉末質量的情況下回收再利用有助于降低金屬粉末材料的使用成本。
大工件清粉解決方案
基于以上痛點，浙江拓博針對解放人力、保護操作員安全、保證工件安全、提高清粉效率、粉末高效回收等多個方面做了研究與試驗，推出面向大型工件粉末清理的TCB-100 3D打印工件清粉系統。
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該系統的應用領域是航空航天、汽車、船舶等大型3D打印工件的內部及隱藏空隙的清潔工作。旨在以盡可能少量的人工操作，盡多且高效地回收設備中殘留的粉末。
根據浙江拓博，通過該系統節省的時間高達90%，顯著減輕人力負擔，且能在惰性氣體的保護下實現各種清粉操作，極大的保護了設備安全。加之在密閉的空間內操作，操作員的勞保安全也將得到有效保障。
對增材制造用戶來說，清粉后處理的時間縮短，為用戶縮短交貨的時間，降低成本降低，提高盈利能力，都起到了積極的作用。
多管齊下，高效清粉
從負載設計上來看，大型、堅固的結構為大型工件的清粉提供了可能性。TCB-100 3D打印工件清粉系統可安裝工件尺寸450x450x450(mm)，負載可達到130kg，此規格能覆蓋大部分市場上大型工件的清粉需求。
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清粉的高效與否取決于清粉功能的設計。TCB-100針對復雜粉末路徑難處理的特性，設備通過伺服電機使工件可360度立體旋轉，這一設計在清潔具有復雜粉末路徑的工件內部粉末時具有其優勢。可采用程序來進行工件控制，也可通過符合人體工程學的搖桿來進行控制，并且可以通過搖桿控制工件旋轉的速度。360度立體旋轉，讓粉末流動更加可控，也能根據實際情況加以調節。
除此之外，振動裝置和吹塵槍等套件的搭配使用，也將有助于提高設備清粉的效率。設備通過振動裝置對工件實施振動，從而將工件中密實的粉末被振散使其易于流動、脫落。配有吹塵槍套件用于高壓吹掃狹小空間內的粉末，并且設有吸粉接口，可對接吸粉設備直接將粉末回收。
經第三方認證的防爆性能
后處理的過程中，除了要考慮到清粉的操作性與效率，對安全性的考慮也是重中之重。3D打印工件中的金屬粉末通常都是易燃、易爆的，經過防爆認證的設備是引入粉末清潔系統時重要的考量標準。根據浙江拓博，其TCB-100 系統經過了第三方權威認證機構的認證。
金屬粉末活性高，容易造成安全隱患，提前做好防護便能大大規避風險。拓博TCB-100粉末清理系統為提高粉末床金屬3D打印安全性所做的努力包括：全自動惰性氣體保護，在線檢測手套箱內氧含量、壓力，面對突發情況可快速做出反應；全密封手套箱設計，在密封的情況下操作內部工件；充氣密封結構，確保手套箱的高防護及氧含量的持續保持；進口耐磨、抗老化防靜電手套，符合防爆要求，進一步保障操作員的安全；電器元件及PLC均采用國際一線品牌，如ABB，西門子，費斯托等，為保障設備的高效耐用提供助力。
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TCB-100粉末清理系統還配有系統化設計，例如定制化全電動叉車、吸粉設備、篩分設備等供選配，配合清粉設備完成更加高效的運輸、清粉、篩分、回收等一系列的工作。
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