Milline on pulbrijääkide mõju osade toimimisele?

一, Pulbrijääkide füüsikaline ja keemiline olemus: seos mikroskoopilistest vigadest makroskoopilise rikkeni
Pulbrijäägid koosnevad tahketest osakestest, mida tootmisprotsessi jooksul täielikult ei eemaldatud. Nende koostis, suurus, kuju ja jaotus mõjutavad otseselt osade töötamist. Metalliga 3D-printimise maailmas võib järelejäänud pulbril olla metalliosakesi, mis pole kokku sulanud, oksiidisulgusid või satelliidipulbrit (pisikesed osakesed, mis kleepuvad suuremate osakeste külge). Näiteks pärast Ti6Al4V pulbri 15-kordset kasutamist elektronkiire sulatamise (EBM) protsessis muutus osakeste pinnal olev oksiidkate paksemaks. See põhjustas osa sees sulamisvigu ja muutis selle 69 korda vähem talutavaks pingetega. See väike viga muutub komponendi korduval laadimisel tõenäoliselt pragude allikaks, mis piirab oluliselt selle eluiga.
Elektroonikatööstuse maailmas võivad PCBA (trükkplaadikoostu) pinnal olevad anorgaanilised jäägid, sealhulgas karbonaadid ja karbiidid jootevoos, vähendada isolatsioonitakistust ja suurendada lekkevoolu. Katsed on näidanud, et kui jääkkontsentratsioon on üle 0,1 mg/cm², võib jooteühenduste vaheline lekkevool tõusta kolme suurusjärgu võrra. Niisketes tingimustes võib see põhjustada metallpinna korrosiooni, mis võib põhjustada kehva kontakti või isegi vooluahela katkemist. Orgaanilised jäägid, nagu kampol ja rasv, võivad tekitada isoleerivaid katteid, mis raskendavad elektriühenduste tööd ja põhjustavad probleeme, mis tulevad ja lähevad.
2, kuidas pulbrijäägid mõjutavad detailide jõudlust: mitmes{1}}skaala ühendusefekt
1. Mehaanilise jõudluse langus: varjatud väsimuse ja purunemise katalüsaatorid
Pulbrijääk muudab materjalide mikrostruktuuri, mis muudab nende mehaanilisi omadusi. Laserpulberkihi sulatusprotsessi (LPBF) jääkpritsmete hajutamine on tihedalt seotud skaneerimisega. Uuringud on näidanud, et skaneerimine õhuvoolu suunas (nt S-270 kraadi) võib kaasa tuua 30% suurema pritsmete sadestumise pulbrikihile, tekitades poorsuse või mittetäielikud sulamisvead, mis omakorda vähendab komponentide tihedust. Eksperimentaalsed andmed näitavad, et 0,5% pooride mahuprotsendiga 316L roostevabast terasest komponentide väsimuspiir on defektideta komponentidega võrreldes 40% väiksem.
Pulbri korduv kasutamine võib samuti muuta pulbri omadusi, mis võib mõjutada osade tööd. Näiteks pärast 17-4PH roostevaba terase pulbri 15 kasutamist vähenes pulbri osakeste suurusjaotus (D10 muutus 20,8 μm-lt 25,3 μm-le), satelliidipulber vähenes ja voolavus suurenes 15%. Tõmbetugevus palju ei muutunud, kuid kõrge tsükli väsimuse eluiga pikenes 20%. Seda seetõttu, et ümbertöödeldud pulber kanti peale ühtlasemalt ja lokaalsed vead parandati. Kui aga pulber on väga oksüdeerunud (nagu Ti6Al4V pulber), tekib kõva ja rabe oksiidikiht. See kiht on siis parim viis pragude levimiseks.
2. Vähem usaldusväärne funktsionaalsus: see on elektroonikas ja biomeditsiiniteadustes tavaline probleem.
Elektroonilises tootmises on pulbrijääkide ohud nagu "viitsütikuga pomm". Õhusõiduki elektroonikaseadmete probleemi uurimine näitas, et 0,3 μm tolmuosakesed settisid 0,5 μm soonte vahega integraallülituse pinnale, mis põhjustas pärast 2000 töötundi nööpaugu rikkeid ja vidina rikke. Meditsiiniliste kinnaste välisküljele jäänud talgipulber (1–10 μm osakesed) võib samuti kanda baktereid või lateksvalke, mis võivad põhjustada allergiat. Kliinilised uuringud näitavad, et 0,5 mg/g talkipulbrit sisaldavate kinnaste kasutamine suurendab meditsiinipersonali allergiliste reaktsioonide riski 2%-lt 15%-le, kusjuures rasked juhtumid võivad viia anafülaktilise šokini.
3. Protsessi häired: pulberkihi mõju lämmastikugeneraatorile süsteemi tasemel
Pulbrijäägid võivad tootmisprotsessi takistades kahjustada ka osade tööd. Keraamikat nikerdades või freesides kriibib juhtsiinide süsteemi lisatud alumiiniumoksiidi tolm (kõvadus HV2000) juhtsiinide pinda nagu liivapaber. See suurendab karedust Ra 0,2 μm-lt 1,0 μm-ni, mis vähendab töötlemise täpsust 50%. Pärast süsiniku molekulaarsõela peenestamist lämmastikugeneraatoris blokeerib pulber ka adsorptsioonitorni voolukanali. See vähendab lämmastiku puhtust 99,99%-lt 95%-le, mis ei ole piisavalt hea elektrooniliste kiipide valmistamiseks. See põhjustab toodete praagi määra 30% tõusu.
3, kontrollistrateegia ja tehnoloogiline piir: passiivsest kliirensist aktiivse ennetamiseni
1. Protsessi optimeerimine: vähendage tootmisjääkide allikat
Skaneerimisstrateegia kujundamine: S-45-kraadise või S-180-kraadise skaneerimissuuna kasutamine LPBF-protsessis võib vähendada pritsmete sadestumist ja järelejäänud pulbrikihi kogust 40% võrra.
Pulbri töötlemine: vältimaks pulbri kokkukleepumist, kuna selles on liiga palju peent pulbrit (<20 μ m), you can use screening (such a 150 μ m sieve) and air flow classification to control the size of the particles. For instance, one airline cut the amount of 3D printed powder from 15% to 8%, and the parts' porosity went down from 0.8% to 0.2%.
Keskkonnakontroll: elektroonilise töökoja puhtana hoidmine vastavalt ISO klassi 5 (klass 100) standarditele võib vähendada PCBA pinnale jäävate saasteainete kogust 90% ja rikete määra 75%.
2. Tõhus puhastustehnoloogia: käsitsi tegemisest masinate kasutamiseni
Plahvatuskindel puhastusmeetod: Tuobo lisandiga TCB-seeria süsteem on loodud suurte 3D-prinditud detailide sisemuse automaatseks puhastamiseks, kaitstes neid samal ajal inertgaasi eest. Selle pulbri taaskasutamise määr on 98% ja see vähendab käsitsi tööaega 90%.
2025. aastal välja tulnud kohvimasinal oli see tehnoloogia, mis kasutab kõrge-sagedusega vibratsiooni, et kõrvaldada torude kinnitused ja vähendada masinasse jääva kohvipulbri kogust 3%-lt 0,5%-le.
Nanotaseme tuvastamine: pulbri jääkmorfoloogiat analüüsitakse kas laserdifraktsioonimeetodi (0,1 μm täpsusega) või skaneeriva elektronmikroskoopia (SEM) abil. See annab andmetele toe protsessi optimeerimiseks.
3. Uued materjalid: jääktundlikkuse alandamine
Madala jäägisisaldusega pulbrid: valmistage väga sfäärilisi ja hästi voolavaid pulbreid (nagu gaasiga pihustatud 316-liitrine roostevabast terasest pulber, Halli voolumõõtur, mis hindab voolavust 25s/50g), et vähendada pulbri jaotamise ajal pritsimist.
Biolagunev kate: meditsiiniliste kinnaste katmiseks kasutatakse suhkrurookiudu. See kiud võib vees paisuda, mis võib vähendada pulbri jääkide lekkimist 20% ja allergiaohtu.
Dünaamiline rõhu ekstraheerimine: kapselkohvi valmistamisel kasutatakse veevoolu parandamiseks segmenteeritud rõhureguleerimist, mis vähendab kohvi sisse jääva peene pulbri kogust 15%.