Sarežģīts, viegls titāna kronšteins, kas iegūts no lāzera pulvera slāņa kausēšanas iekārtas, joprojām ir piestiprināts pie tā konstrukcijas plāksnes un ierakts birstošā pulverī. Pēc tam, kad balsti ir nogriezti un pulveris ir notīrīts, daļa nonāk apsildāmā skalošanas tvertnē galīgajai tīrīšanai. Šis skalošanas ūdens -bieži vien viegls skābes vai mazgāšanas līdzekļa šķīdums-ir jāsasilda, lai tas būtu efektīvs. Šīs tvertnes iekšpusē esošais sildītājs nevar būt dzelzs vai citu metālu avots, jo šie joni var izraisīt galvanisku koroziju uz detaļas sarežģītajām, tikko atklātajām un ļoti noslogotajām iekšējām virsmām. ThePTFE sildītāja AM metāla detaļu skalošanalietojumprogramma apmierina tieši šo vajadzību, nodrošinot bezpiesārņojuma siltumu vienam no jutīgākajiem pēcapstrādes posmiem piedevu ražošanā.
Kāpēc pēc atbalsta noņemšanas ir nepieciešama apsildāma skalošana
Atlikušo pulvera un piesārņotāju noņemšana
Metāla piedevu ražošanas procesos-, piemēram, lāzera pulvera slāņa saplūšana (LPBF) vai kausēšana ar elektronu staru (EBM)-atstāj daļu pārklāta ar irdenām, saķepinātām vai daļēji izkusušām pulvera daļiņām. Pēc mehāniskās balsta noņemšanas (izmantojot stieples EDM, manuālu griešanu vai abrazīvu strūklu) daļā joprojām ir mikroskopiskas pulvera atliekas, kas iestrādātas virsmas spraugās, iekšējos kanālos un režģu konstrukcijās. Aukstā skalošana nav pietiekama, lai pilnībā izvadītu šīs daļiņas. Skalošanas ūdens vai maigas skābes šķīduma uzsildīšana līdz 60–80 grādiem ievērojami uzlabo tīrīšanas efektivitāti, samazinot šķidruma viskozitāti, uzlabojot virsmaktīvās vielas darbību un paātrinot ķīmiskās reakcijas pasivēšanas posmos.
Metāla jonu piesārņojuma risks
Atbalsta noņemšanas laikā tikko atklātās metāla virsmas ir ķīmiski aktīvas un bieži satur drukāšanas procesa atlikušos spriegumus. Jebkāda svešu metālu jonu -jo īpaši dzelzs, vara vai niķeļa- ievadīšana skalošanas vannā var radīt galvaniskas mikrošūnas uz detaļas virsmas. Šīs mikrošūnas ierosina lokālu koroziju, kas izraisa punktveida veidošanos, spriegumu korozijas plaisāšanu vai krāsas maiņu. Augstvērtīgām kosmosa, medicīnas vai automobiļu sastāvdaļām (piemēram, titāna gūžas implantiem vai Inconel turbīnu lāpstiņām) šāds piesārņojums nav pieļaujams. Tāpēc skalošanas sildītājam jābūt ķīmiski inertam un vannā jāizlaiž absolūti nulles metāla joni.
PTFE iegremdējamā sildītāja loma
Pilnīga ķīmiskā inerce
PTFE iegremdējamais sildītājs ir loģiska izvēle šim lietojumam. PTFE apvalks ir pilnīgi inerts pret pēcapstrādē izmantotajiem skalošanas šķīdumiem, kas var ietvert:
Dejonizēts ūdens (uzsildīts)
Viegli citronskābes šķīdumi (2–10% no svara) nerūsējošā tērauda vai titāna pasivēšanai
Sārmaini mazgāšanas līdzekļi organisko atlikumu noņemšanai
Viegli skābi šķīdumi, kas rodas no izšķīdušām pulvera daļiņām
Apvalks neizdala metāla jonus neatkarīgi no vannas ķīmijas vai darba temperatūras. Tas saglabā skalošanas ķīmisko tīrību un novērš jebkādu daļas piesārņojumu. PTFE sildītājs nodrošina ķīmiski klusu, siltu vannu tikko dzimušajai, sarežģītajai metāla daļai, nomazgājot pēdējās pulvera slāņa izcelsmes pēdas, nepievienojot nekādu piesārņojumu.
Nepiedegošā virsma novērš atlikumu uzkrāšanos
Gludā, nepiedegošā PTFE virsma piedāvā papildu priekšrocības. Smalkas metāla pulvera daļiņas vai izšķīdušie metālu sāļi var nogulsnēties uz sildītāja virsmas. Uz sildītāja ar metāla apvalku šīs nogulsnes laika gaitā uzliesmo, veidojot cietu, izolējošu garozu, kas samazina siltuma pārnesi un var atslāņot kā abrazīvus gružus. Uz PTFE šādiem atlikumiem ir ļoti zema saķere. Nepiedegošā virsma neļauj jebkādiem izšķīdušo metāla pulveru atlikumiem uz sildītāja uzpeldēt. Maigs aerosols vai salvete viegli notīra sildītāju, saglabājot tā efektivitāti.
Procesa piezīme: maisīšana un filtrēšana ir būtiska
Pat ar PTFE sildītāju, kas nodrošina tīru siltumu, skalošanas tvertnei jābūt pareizi konstruētai, lai noņemtu izkustinātās pulvera daļiņas. Smalks metāla pulveris (parasti 15–45 µm daļiņas) var nosēsties uz tvertnes dibena vai recirkulēt, iespējams, atkārtoti pielipt pie detaļas. Tāpēclaba maisīšana un filtrēšana skalošanas tvertnēir kritiski. Sajaukšana-, kas tiek panākta ar recirkulācijas sūkni, smidzināšanas stieņiem vai ultraskaņas devējiem,{2}}notur daļiņas suspendētās. Filtrēšanas sistēma (piemēram, 5–10 µm kasetne vai maisa filtrs) nepārtraukti noņem suspendēto pulveri, saglabājot vannu tīru. Lai izvairītos no lokālas pārkaršanas, PTFE sildītājs jānovieto tālāk no tiešas saskares ar liela ātruma strūklu, taču tas darbojas droši labi maisītā tvertnē.
Praktiskas priekšrocības piedevas ražošanas kvalitātei
Konsekventa tīrīšana visās sarežģītās ģeometrijās
AM metāla daļās bieži ir iekšējās režģa struktūras, konformāli dzesēšanas kanāli vai plānas sienas, kuras ir grūti mehāniski notīrīt. Apsildāma skalošanas vanna apvienojumā ar maisīšanu iekļūst šajās funkcijās. PTFE sildītājs nodrošina vienmērīgu temperatūru visā tvertnē, tāpēc katrs daļas reģions piedzīvo vienādu tīrīšanas intensitāti. Tas ir īpaši svarīgi pasivēšanai, kur vienmērīga temperatūra veicina konsekventu, aizsargājošu oksīda slāni.
Nav sildītāja izraisītas galvaniskās korozijas riska
Kad titāna vai alumīnija daļu noskalo siltā vannā, jebkurš dzelzs jons nekavējoties izveido galvanisko elementu. PTFE sildītājs pilnībā novērš šo risku. Vanna paliek brīva no svešiem metāla joniem, ļaujot detaļas virsmai vai nu palikt pasīvai (titāna un nerūsējošā tērauda gadījumā), vai arī bez traucējumiem veidot tai paredzēto oksīda slāni. Rezultāts ir daļa, kas iztur balto rūsu, bedru vai krāsas maiņu.
Galveno priekšrocību kopsavilkums
| Prasība | PTFE sildītāja ieguldījums |
|---|---|
| Bezmetāla apkure | PTFE apvalks izdala nulle jonu; nav galvaniskās korozijas riska |
| Izturība pret vieglām skābēm | Pilnībā inerts pret citronskābi, atšķaidītu HCl, sārmainiem mazgāšanas līdzekļiem |
| Nepiedegoša virsma | Novērš uzceptā pulvera paliekas; viegla tīrīšana |
| Darba temperatūra | Piemērots 60–80 grādu skalošanas vannām (labi zem PTFE robežas) |
| Ilgtermiņa uzticamība | Nav korozijas vai jonu izskalošanās tūkstošiem stundu |
Secinājums: maza sastāvdaļa ar lielu ietekmi uz AM kvalitāti
PTFE iegremdējamais sildītājs ir būtiska sastāvdaļa piedevu ražošanas pēcapstrādes līnijā, kas nodrošina tīru, karstu un ķīmiski tīru sarežģītu metāla detaļu galīgo skalošanu. Piegādājot bezmetālu, vienmērīgu siltumu labi maisītā un filtrētā skalošanas tvertnē, tas ļauj rūpīgi iztīrīt un pasivēt sarežģītus iekšējos elementus, neradot korozijas risku. 3D drukātās metāla daļas kvalitāte tiek noteikta ne tikai lāzera ceļā, bet arī apsildāmā vannā, ko sargā inerta plastmasas sildītājs. Ražotājiem, kas meklē uzticamas, augstas virsmas apdares metāla detaļas, PTFE sildītāja noteikšana karstās skalošanas posmam ir neliels, bet būtisks lēmums.
