大型金属3D打印工件粉末清洁需要注意哪些问题？

2021年，中国的3D打印市场呈现出三大典型发展趋势：产业化、新商业模式涌现、金属3D打印开始扮演重要角色。在金属3D打印领域，大尺寸、多激光是粉末床选区激光熔化设备其中一项重要发展趋势。大尺寸设备意味着更高的工作效率，可以加快在航空航天、船舶、汽车等领域的应用，但也对3D打印工件的质量与精密性也提出了更高的要求，打印后处理的问题也逐渐显现：增材制造特性决定了粉末残留的必然性，如何有效清理大型工件内部残留的粉末，成为后处理的一个重要课题。

    浙江拓博环保科技有限公司针对大型粉末床激光熔化3D打印零件清粉后处理过程中的常见问题进行了分析，并提出了相关清粉解决方案。借此，我们可以对粉末清洁（尤其是复杂大型工件）后处理进行一定了解。

block 清粉-3D打印后处理重点环节

         根据浙江拓博，3D打印零件漫长的手工后处理和去粉化方法为制造商增加了不少成本。小型工件虽然可以人工进行清理，但逃逸的粉末仍会对操作员身体健康产生不利的影响，更何况是大型精密工件。若想做好工件的清粉，做好以下几点是关键。

一是人工清粉的效率和安全问题。对于结构复杂且内部管路细密、质量较大的工件来说，人工清粉的技术有限，且不能通过摇动、振动等方法使粉末完全与工件分离，不仅清粉有难度，效率也不高。

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安全问题包括工件安全和操作工人的安全，工件安全是指若操作不当引起工件损坏，对制造商来说是会造成极大损失；不仅如此，清粉过程中若防护不当，操作工人长期吸入空气中的金属粉末，也会对健康造成极大的影响。

二是粉末回收再利用问题。粉末处理不到位首先会造成环境污染。金属粉末价格高昂，能在不影响粉末质量的情况下回收再利用有助于降低金属粉末材料的使用成本。

block 大工件清粉解决方案

基于以上痛点，浙江拓博针对解放人力、保护操作员安全、保证工件安全、提高清粉效率、粉末高效回收等多个方面做了研究与试验，推出面向大型工件粉末清理的TCB-100 3D打印工件清粉系统。

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该系统的应用领域是航空航天、汽车、船舶等大型3D打印工件的内部及隐藏空隙的清洁工作。旨在以尽可能少量的人工操作，尽多且高效地回收设备中残留的粉末。

根据浙江拓博，通过该系统节省的时间高达90%，显著减轻人力负担，且能在惰性气体的保护下实现各种清粉操作，极大的保护了设备安全。加之在密闭的空间内操作，操作员的劳保安全也将得到有效保障。

对增材制造用户来说，清粉后处理的时间缩短，为用户缩短交货的时间，降低成本降低，提高盈利能力，都起到了积极的作用。

block 多管齐下，高效清粉

从负载设计上来看，大型、坚固的结构为大型工件的清粉提供了可能性。TCB-100 3D打印工件清粉系统可安装工件尺寸450x450x450(mm)，负载可达到130kg，此规格能覆盖大部分市场上大型工件的清粉需求。

Tuobo_Clean_3©浙江拓博

清粉的高效与否取决于清粉功能的设计。TCB-100针对复杂粉末路径难处理的特性，设备通过伺服电机使工件可360度立体旋转，这一设计在清洁具有复杂粉末路径的工件内部粉末时具有其优势。可采用程序来进行工件控制，也可通过符合人体工程学的摇杆来进行控制，并且可以通过摇杆控制工件旋转的速度。360度立体旋转，让粉末流动更加可控，也能根据实际情况加以调节。

除此之外，振动装置和吹尘枪等套件的搭配使用，也将有助于提高设备清粉的效率。设备通过振动装置对工件实施振动，从而将工件中密实的粉末被振散使其易于流动、脱落。配有吹尘枪套件用于高压吹扫狭小空间内的粉末，并且设有吸粉接口，可对接吸粉设备直接将粉末回收。

block 经第三方认证的防爆性能

后处理的过程中，除了要考虑到清粉的操作性与效率，对安全性的考虑也是重中之重。3D打印工件中的金属粉末通常都是易燃、易爆的，经过防爆认证的设备是引入粉末清洁系统时重要的考量标准。根据浙江拓博，其TCB-100 系统经过了第三方权威认证机构的认证。

金属粉末活性高，容易造成安全隐患，提前做好防护便能大大规避风险。拓博TCB-100粉末清理系统为提高粉末床金属3D打印安全性所做的努力包括：全自动惰性气体保护，在线检测手套箱内氧含量、压力，面对突发情况可快速做出反应；全密封手套箱设计，在密封的情况下操作内部工件；充气密封结构，确保手套箱的高防护及氧含量的持续保持；进口耐磨、抗老化防静电手套，符合防爆要求，进一步保障操作员的安全；电器元件及PLC均采用国际一线品牌，如ABB，西门子，费斯托等，为保障设备的高效耐用提供助力。

Tuobo_Clean_4©浙江拓博

TCB-100粉末清理系统还配有系统化设计，例如定制化全电动叉车、吸粉设备、筛分设备等供选配，配合清粉设备完成更加高效的运输、清粉、筛分、回收等一系列的工作。