В аддитивном производстве металлический порошок служит сырьем, которое используется для создания конечных объектов на 3D‑принтере по технологии селективного лазерного плавления (SLM, DMLS, LPBF и др.). Качество и характеристики металлического порошка напрямую влияют на общее качество напечатанной детали.
Цель этой статьи – дать краткий обзор порошков для металлической 3D‑печати, рассмотреть лучшие практики их хранения и обращения с ними, а также подчеркнуть важность использования высококачественных материалов для достижения оптимальных результатов.
Вы читаете сокращенную версию статьи. Полностью материал доступен в нашем блоге
Расходные материалы, используемые в SLM‑печати, чаще всего являются мелкодисперсными и высокореактивными, в силу чего они подвержены окислению, поглощению влаги и загрязнению. При неправильном обращении и хранении они могут утратить необходимые свойства, что приведет к низкому качеству печати и потенциальной угрозе безопасности.
Использование герметичных контейнеров, обеспечение надлежащей вентиляции и хранение порошка вдали от влаги и источников тепла – вот лишь несколько ключевых рекомендаций, благодаря которым производители могут минимизировать риски, связанные с 3D‑печатью.
Наша компания поставляет высококачественные металлические порошки, произведенные с использованием современных методов, таких как плазменная атомизация.
Работаем напрямую с ведущими китайскими и российскими производителями.
Обеспечиваем минимальные сроки поставки, возможность разработки индивидуальных материалов под технические требования заказчика, проведение НИОКР.
Свойства металлов и сплавов для 3D‑печати
Каждый вид металлического порошка имеет свои уникальные свойства и характеристики, определяющие сферы его применения. Например:
- нержавеющая сталь – коррозионная стойкость и высокая прочность;
- алюминий – легкость и отличная теплопроводность (подходит для изготовления теплообменников и электронных компонентов);
- титан – высокая удельная прочность и биосовместимость (широко используется в аэрокосмической и медицинской промышленности);
- никель – высокая термостойкость и превосходные механические свойства;
- кобальт‑хром – износостойкость и биосовместимость.
Сегодня ассортимент доступных материалов весьма широк, и вы можете заказать варианты с заданными характеристиками, необходимыми для ваших задач. При выборе металла или сплава для 3D‑печати важно учитывать требования конкретного проекта, чтобы обеспечить оптимальную производительность и качество.
Преимущества и недостатки порошков
Когда речь заходит о манипуляциях с порошками для аддитивного производства и их хранении, учитывайте плюсы и минусы каждого вида. Одно из главных преимуществ SLM‑печати – способность создавать сложные конструкции с высокой точностью. Это особенно выгодно для таких отраслей, как аэрокосмическая и автомобильная. Кроме того, металлический порошок легко перерабатывается, что ведет к сокращению количества отходов и способствует защите окружающей среды.
К недостаткам относятся потенциальные риски для здоровья и безопасности, связанные с мелкодисперсностью порошков. Для минимизации угроз необходимо обеспечивать надлежащие меры безопасности, например, носить защитное снаряжение и работать в хорошо вентилируемом помещении.
Обращение с металлическим порошком
Хранение
Чтобы сохранить целостность порошка и избежать загрязнений, окисления или воздействия влаги, важно содержать его в среде с контролируемой влажностью и температурой.
- Температура в помещении: 20±2 °C, с колебанием не более ±0,5 °C в час.
- Относительная влажность: ниже 15 % RH (5 % для нанопорошков).
Помещение для хранения должно быть сухим, хорошо вентилируемым и свободным от любых источников возгорания. Порошки не следует помещать вблизи кислот, щелочей, коррозионных, взрывоопасных или легковоспламеняющихся веществ либо реактивных материалов. Между порошками разных видов должно быть не менее 1,5 м безопасного расстояния, а между чрезвычайно реактивными химическими веществами – не менее 3 м.
Порошки следует хранить и транспортировать в герметичных контейнерах. Рекомендуется использовать емкости из нержавеющей стали 304 или 316L. Для обеспечения особой герметичности применяется двухслойная уплотнительная конструкция с фтор‑резиновыми кольцами.
Правильная маркировка, описание состава порошка и инструкции по обращению с ним также необходимы для предотвращения перекрестного загрязнения и возможной путаницы.
Как предотвратить загрязнения
Любое загрязнение может негативно повлиять на качество и целостность конечных деталей, напечатанных на 3D‑принтере. Одна из важнейших мер – обеспечить чистую и контролируемую среду на протяжении всего процесса. Сюда входит не только использование специальных контейнеров для хранения и средств защиты, но и проведение необходимых процедур очистки. Выявить и устранить потенциальные источники загрязнения помогают регулярные проверки помещений для хранения и техническое обслуживание оборудования.
Влага и влажность
Металлические порошки очень легко впитывают влагу из окружающей среды, что может привести к их комкованию, окислению и снижению качества печати. Именно поэтому важно хранить материал в сухом помещении или в помещении с контролируемой влажностью.
Использование осушителей или влагопоглощающих материалов может дополнительно защитить порошок от воздействия влаги. Регулярный мониторинг уровня влажности и обеспечение надлежащей вентиляции также будут способствовать поддержанию качества расходного материала.
Стойкость к УФ‑излучению
Большинство материалов, о которых мы говорим, не являются светостойкими, поскольку ультрафиолетовые лучи могут катализировать окисление некоторых их видов. Например, воздействие УФ‑лучей катализирует окисление оксида меди (Cu₂O) до оксида меди (CuO) в медном порошке, изменяя его цвет с красного на черный, при этом значительно увеличивается уровень кислорода.
Контроль и поддержание качества порошка
Регулярный контроль качества порошка включает в себя анализ размера частиц, проверку на наличие загрязнений и оценку сыпучести. Тщательный мониторинг этих параметров позволяет своевременно выявлять любые отклонения или проблемы и принимать меры по их устранению.
Техника безопасности
Риски при операциях с порошком
Одна из основных проблем – риск возгорания и взрыва. Металлические порошки, особенно мелкие и с большой площадью поверхности, легко воспламеняются и могут загореться при контакте с источником возгорания. Они также могут выделять токсичные пары при нагревании или сгорании, что представляет опасность для дыхательной системы.
Чтобы предотвратить эти риски, следует предусмотреть в помещении систему вентиляции и использовать средства индивидуальной защиты. Повторим, что необходимо соблюдать надлежащие процедуры хранения и обращения, чтобы предотвратить случайное просыпание или смешивание несовместимых порошков, – это может привести к химическим реакциям или другим опасным ситуациям.
Требования к средствам индивидуальной защиты
Использование необходимых СИЗ, таких как перчатки, защитные очки и средства защиты органов дыхания, позволяет предотвратить или минимизировать опасные воздействия и другие риски. Персонал должен обладать знаниями и навыками, необходимыми для эффективной защиты, для чего нужно проводить регулярные тренинги по использованию и обслуживанию СИЗ.
Как реагировать на чрезвычайные ситуации
Прежде всего, важно немедленно оповестить соответствующие органы и аварийные службы. Персонал должен пройти обучение по конкретным опасностям, связанным с металлическими порошками, и действиям в чрезвычайных ситуациях. Это включает в себя знание путей эвакуации, мест сбора и грамотного использования противопожарного оборудования. Процедуры реагирования также отрабатываются в ходе тренингов.
Итоги: кратко
При манипуляциях с металлическим порошком и его хранении необходимо строго соблюдать меры безопасности и уделять особое внимание защите материалов от влаги и загрязнений. Соблюдение этих правил позволяет свести к минимуму риск несчастных случаев и травм, а также повысить общую безопасность на рабочем месте.
Следуя рекомендациям, приведенным в этом обзоре, пользователи смогут обеспечить безопасную рабочую среду, продлить срок службы расходных материалов и добиться оптимального качества печати.
Читайте статью полностью в блоге. Вы также узнаете о специфике хранения отдельных металлов и сплавов и о будущих разработках.