धातु 3डी प्रिंटिंग में अपूर्ण पाउडर हटाने के जोखिम क्या हैं?

दूसरा, प्रक्रिया दोष: पाउडर अवशेष मुद्रित भागों की गुणवत्ता को अप्रत्याशित बनाता है।
1. सतह पर बहुत अधिक खुरदरापन और संरचना में समस्याएँ
मेटल 3डी प्रिंटिंग एक समय में मेटल पाउडर की एक परत को पिघलाकर चीजों का निर्माण करती है। यदि पाउडर के अवशेष को पूरी तरह से साफ नहीं किया गया है, तो मुद्रित उत्पाद की सतह पर उभार या छेद होंगे। उदाहरण के लिए, विमानन इंजनों के लिए ब्लेड प्रिंट करते समय, बचा हुआ टाइटेनियम मिश्र धातु पाउडर सतह को अपेक्षा से अधिक खुरदरा बना सकता है, जो विमान के प्रदर्शन को नुकसान पहुंचा सकता है। अवशिष्ट पाउडर लेज़र स्कैन के मार्ग को प्रतिबंधित कर सकता है, जिससे फ़्यूज़न दोष की कमी हो सकती है। ये दोष भागों को बहुत कमजोर बनाते हैं और उनके टूटने की संभावना अधिक होती है।


2. "पाउडर लॉकिंग ज़ोन" जो जटिल संरचनाओं के अंदर है
पाउडर अवशेषों की समस्या उन जटिल वर्गों में सबसे अधिक ध्यान देने योग्य है जिनमें कूलिंग चैनल, हनीकॉम्ब इंटरलेयर या कुंडलाकार प्रवाह चैनल हैं। उदाहरण के लिए, कुछ तरल ऑक्सीजन/केरोसीन इंजनों के इंजेक्शन हेड में सैकड़ों छेद होते हैं जो क्रमबद्ध होते हैं। जब लोगों ने पहली बार नियमित वायु प्रवाह और कंपन सफाई का उपयोग करना शुरू किया, तो अवशिष्ट पाउडर दर 8% तक अधिक थी। ये बचे हुए पाउडर तापमान में बदलाव के साथ ऑक्सीकरण और बढ़ सकते हैं, जो शीतलन चैनलों को अवरुद्ध कर सकते हैं और इंजन दहन परीक्षण के दौरान शीतलन विफलता का कारण बन सकते हैं। कुछ मामलों में, वे संरचनात्मक आपदाओं का कारण भी बन सकते हैं।

3. छिद्रपूर्ण संरचना प्रत्यारोपण से जुड़े सुरक्षा खतरे
चिकित्सा में, 3डी मुद्रित झरझरा आर्थोपेडिक प्रत्यारोपण (जैसे इंटरवर्टेब्रल फ्यूजन डिवाइस और एसिटाबुलर कप) में पाउडर अवशेष की समस्या सीधे रोगियों की सुरक्षा से संबंधित है। यदि धातु पाउडर को पूरी तरह से नहीं हटाया जाता है, तो शरीर में प्रत्यारोपण लगाए जाने के बाद घर्षण या द्रव के क्षरण के कारण कण ढीले हो सकते हैं। इससे सूजन या धातु आयन का जमाव हो सकता है, जिससे इम्प्लांट ढीला हो सकता है या विफल हो सकता है।

2, उपकरणों की सुरक्षा: पाउडर के अवशेष आग, विस्फोट और उपकरणों के साथ समस्याएं पैदा कर सकते हैं
1. धातु की धूल जो ज्वलनशील और विस्फोटक होती है, विस्फोट का कारण बन सकती है।
मेटल 3डी प्रिंटिंग में टाइटेनियम, एल्यूमीनियम, मैग्नीशियम और अन्य जैसे पाउडर का उपयोग किया जाता है जो बहुत विस्फोटक होते हैं। कण जितने छोटे होंगे (आमतौर पर 15-100 माइक्रोन), उनके फटने की संभावना उतनी ही अधिक होगी। उदाहरण के लिए, हवा में एल्युमीनियम पाउडर की निचली विस्फोटक सीमा केवल 40g/m³ है। यदि अवशिष्ट पाउडर उपकरण के अंदर बनता है और स्थैतिक बिजली, चिंगारी या गर्म सतहों के संपर्क में आता है, तो यह धूल विस्फोट उत्पन्न कर सकता है जो उपकरण को नुकसान पहुंचा सकता है या यहां तक ​​कि लोगों को भी चोट पहुंचा सकता है।

2. लेज़र प्रणाली और गतिशील भागों के साथ समस्याएँ
अवशिष्ट पाउडर लेजर को स्कैन करने वाले लेंस को ढक सकता है या पाउडर को खिलाने वाले नोजल को बाधित कर सकता है, जो लेजर ऊर्जा को कमजोर कर सकता है या पाउडर को वितरित होने से रोक सकता है। इसके अलावा, प्रिंटिंग प्लेटफॉर्म रेल और घूमने वाले शाफ्ट जैसे गतिशील तत्वों में पाउडर जाने से घिसाव तेज हो सकता है, जिससे उपकरण जाम हो सकता है या इसकी सटीकता कम हो सकती है। पाउडर अवशेषों के कारण, एक निश्चित कंपनी में बहुत सारी लेजर विफलताएँ थीं, और रखरखाव की लागत उपकरण की शुरुआती कीमत का 30% तक अधिक थी।

3. अक्रिय गैस सुरक्षा प्रणाली ने काम नहीं किया।
ऑक्सीकरण को रोकने के लिए धातु 3डी प्रिंटिंग आर्गन या नाइट्रोजन वातावरण में होनी चाहिए; फिर भी, पाउडर अवशेष गैस परिसंचरण पाइपलाइन में बाधा डाल सकते हैं, सुरक्षात्मक गैस प्रवाह दर को कम कर सकते हैं, और स्थानीय ऑक्सीजन एकाग्रता को स्वीकार्य स्तर से ऊपर बढ़ा सकते हैं। यह न केवल मुद्रित सामग्री को कम अच्छा बनाता है, बल्कि इससे धातु पाउडर भी अपने आप आग पकड़ सकता है।

3, उत्पाद प्रदर्शन: पाउडर अवशेष मुख्य कार्यात्मक संकेतक को कमजोर बनाता है।
1. कम यांत्रिक विशेषताएँ
बचा हुआ पाउडर मुद्रित वस्तुओं के घनत्व को बदल सकता है, जिससे ऐसे क्षेत्र बन सकते हैं जहां तनाव पैदा होता है। उदाहरण के लिए, जब उच्च शक्ति वाले स्टील से बनी संरचनाओं की छपाई होती है, तो पाउडर अवशेष उपज शक्ति को 15% से 20% तक कम कर सकते हैं। यह एयरोस्पेस के लिए पर्याप्त नहीं है, जिसमें भौतिक गुणों के लिए बहुत सख्त मानक हैं।

2. गर्मी को अच्छे से संभाल न पाना
पाउडर के अवशेष इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों या इंजन भागों में माइक्रोचैनल या गर्मी अपव्यय पंखों को बाधित कर सकते हैं जिन्हें गर्मी से तुरंत छुटकारा पाने की आवश्यकता होती है। इससे तापीय चालकता की दक्षता बहुत कम हो सकती है। एक अध्ययन में पाया गया कि पाउडर अवशेष दर में प्रत्येक 1% वृद्धि के लिए, गर्मी अपव्यय प्रदर्शन 5% से 8% तक गिर सकता है।

3. सील करने और संक्षारण प्रतिरोध करने की क्षमता को नुकसान
पाउडर के अवशेष रासायनिक उपकरण या समुद्री इंजीनियरिंग में भागों की सतह के घनत्व को नुकसान पहुंचा सकते हैं और संक्षारक सामग्रियों को इसमें प्रवेश करना आसान बना सकते हैं। उदाहरण के लिए, यदि स्टेनलेस स्टील के हिस्सों पर बचा हुआ पाउडर है जिसमें क्लोराइड है, तो यह गड्ढे में जंग या तनाव जंग क्रैकिंग को प्रेरित कर सकता है।

4, श्रमिकों का स्वास्थ्य: धातु की धूल के संपर्क में लंबे समय तक रहना एक दीर्घकालिक जोखिम है।
1. फेफड़ों को नुकसान
यदि धातु पाउडर में कणों का आकार 10 माइक्रोन से कम है, तो वे फेफड़ों में गहराई तक जा सकते हैं और एल्वियोली में बस सकते हैं, जिससे न्यूमोकोनियोसिस, ब्रोंकाइटिस या फुफ्फुसीय फाइब्रोसिस हो सकता है। उदाहरण के लिए, लंबे समय तक टाइटेनियम मिश्र धातु पाउडर में सांस लेने से फुफ्फुसीय टाइटेनियम जमाव हो सकता है, जो खांसी और सांस की तकलीफ के रूप में दिखाई देता है।

2. त्वचा और आंखों में जलन
जब पाउडर के अवशेष गंदे काम के कपड़ों या उपकरण सतहों के संपर्क में आते हैं, तो यह श्रमिकों की त्वचा पर यांत्रिक जलन या रासायनिक जलन पैदा कर सकता है। इसके अलावा, आंखों में पाउडर जाने से कॉर्निया को नुकसान पहुंच सकता है या नेत्रश्लेष्मलाशोथ हो सकता है।

3. भारी धातुओं से जहर मिलने की संभावना
कुछ धातु पाउडर, जैसे कोबाल्ट और निकल, जीवित चीजों के लिए खतरनाक हैं, और लंबे समय तक उनके आसपास रहने से मस्तिष्क क्षति, गुर्दे की विफलता या कैंसर हो सकता है। कोबाल्ट आधारित मिश्र धातु पाउडर में कोबाल्ट आयनों को त्वचा या श्वसन पथ के माध्यम से अवशोषित किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप "कठोर मिश्र धातु रोग" होता है।

5, समाधान: सुधार के लिए एक व्यवस्थित दृष्टिकोण, डिज़ाइन को अनुकूलित करने से लेकर काम करने के नए तरीकों तक आना।
1. डिज़ाइन चरण: "स्वच्छता" के विचार का उपयोग करना
आप भागों की ज्यामितीय संरचना में सुधार करके (उदाहरण के लिए, निकास छेद जोड़कर और मृत कोनों को कम करके) या टोपोलॉजी अनुकूलन डिज़ाइन का उपयोग करके पाउडर अवशेषों के जोखिम को कम कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, एयरोस्पेस व्यवसायों ने कूलिंग चैनल आउटलेट के कोण को बदलकर पाउडर अवशेष दर को 8% से घटाकर 1% से भी कम कर दिया है।

2. मुद्रण प्रक्रिया: निष्क्रिय धूल को इकट्ठा करना और उसे कई चरणों में फ़िल्टर करना
जो स्वतःस्फूर्त दहन के जोखिम को कम करता है, गीले पूर्व-पृथक्करण प्रणालियों वाले औद्योगिक हूवर क्लीनर का उपयोग करें जो निष्क्रिय तरल पदार्थों में धूल को सोख लेते हैं। फ़िल्टर तत्व को लंबे समय तक बनाए रखने और फ़िल्टरिंग में बेहतर काम करने के लिए एक मॉड्यूलर मल्टी{2}}स्टेज धूल हटाने वाला डिज़ाइन, जैसे स्थायी फ़िल्टर पीपीएस सिस्टम, का उपयोग एक ही समय में किया जाता है।

3. प्रसंस्करण के बाद: स्वचालित पाउडर सफाई और पता लगाने पर रिपोर्टिंग
"पाउडर क्लीनिंग डिटेक्शन फीडबैक" के लिए एक बंद लूप सिस्टम बनाने के लिए सीटी स्कैनिंग या एक्स रे डिटेक्शन के साथ-साथ स्वचालित प्रौद्योगिकियों जैसे द्विदिश अक्रिय गैस प्रभाव और अल्ट्रासोनिक कंपन सफाई का उपयोग करें। उदाहरण के लिए, एक मेडिकल कंपनी ने इम्प्लांट पाउडर की अवशिष्ट दर को 0.1% से कम रखने के लिए सीटी डिटेक्शन फीडबैक सिस्टम का उपयोग किया।

4. सुरक्षा नियम: सुरक्षा एवं आपातकालीन प्रबंधन को मजबूत बनायें
ऑपरेटरों को N95 या इससे उच्चतर मास्क, लेज़र प्रतिरोधी चश्मे और आग प्रतिरोधी कपड़े पहनने होंगे। उन्हें नियमित सुरक्षा प्रशिक्षण भी मिलना चाहिए। कार्यस्थल पर क्लास डी मेटल अग्निशामक यंत्र, विस्फोटरोधी वैक्यूम क्लीनर और गैस रिसाव अलार्म होना आवश्यक है। आग लगने या विस्फोट होने की स्थिति में क्या करना है, इसकी भी तैयारी करनी होगी।