A manufatura po adição (AM), comumente conhecida como impressão 3D, revolucionou vários setores ao permitir a produção rápida de peças e protótipos complexos. Esse é um processo que constrói objetos camada por camada a partir de modelos digitais, permitindo designs complexos e personalização. Sua flexibilidade e eficiência estão impulsionando a inovação e transformando as práticas tradicionais de fabricação. À medida que a impressão 3D continua a revolucionar a produção moderna, os holofotes estão se voltando cada vez mais para o papel fundamental da filtragem industrial, garantindo operações seguras, eficientes e de alta qualidade - especialmente em processos baseados em metal.

Filtragem em todo o fluxo de trabalho de manufatura aditiva

Desde a produção de pó metálico até o pós-processamento e a construção do componente final, os sistemas de filtragem são essenciais em todos os estágios. Esses sistemas não apenas protegem o equipamento e os operadores, mas também garantem a integridade das peças impressas, minimizando a contaminação.

Os processos envolvidos na manufatura aditiva podem gerar contaminantes aéreos significativos, incluindo compostos orgânicos voláteis (VOCs), material particulado fino, névoas e outras emissões prejudiciais. Para manter um ambiente de trabalho seguro e produzir um produto de alta qualidade, sistemas eficazes de filtragem de ar são essenciais. Este blog explora os diferentes tipos de filtragem de ar necessários na manufatura aditiva, os materiais de construção e a mídia de filtro usados e os motivos pelos quais a filtragem é crucial para a eficiência e a eficácia.

Tipos de filtragem de ar

• Filtragem de partículas
  • Filtros HEPA: Os filtros High-Efficiency Particulate Air (HEPA) capturam 99,97% das partículas com tamanho igual ou superior a 0,3 mícron. A filtragem HEPA é necessária para a remoção de pós finos e emissões de partículas geradas durante a impressão, especialmente em processos como a sinterização seletiva a laser (SLS) ou a fusão em leito de pó.
  • Pré-filtros: Esses filtros são usados para capturar partículas maiores antes que elas cheguem aos filtros de maior eficiência, prolongando sua vida útil e diminuindo a manutenção. Os filtros de "policiamento" de poliéster de 1, 5, 25 e 100 mícrons, bem como outros filtros de malha, são opções viáveis de pré-filtro.
• Filtragem de gases e vapores
  • Filtros de carvão ativado: Esses filtros são essenciais para a remoção de compostos orgânicos voláteis (VOCs) e odores que podem ser liberados durante a impressão de determinados materiais, como resinas ou plásticos. Eles adsorvem gases nocivos, garantindo um ar mais limpo no espaço de trabalho.
  • Filtros de condensação de vapor: Esses filtros eliminam os vapores por condensação. O processo de condensação de vapores nocivos em um líquido para facilitar a filtragem e o descarte. Os tipos de VOCs que podem ser emitidos durante a impressão 3D incluem acetona, benzeno, tolueno e m/p-xileno.
• Filtragem de névoa e aerossol
  • Coletores de névoa: Em processos que envolvem fluidos de resfriamento ou lubrificação (comuns em impressão 3D de metal), os coletores de névoa filtram os aerossóis líquidos. Isso garante que gotículas nocivas não entrem no ar em nenhum momento durante o processo de fabricação. Essas opções de filtro são normalmente do tipo membrana de fibra de vidro.

Seleção do meio filtrante

A escolha do meio filtrante é crucial para a eficácia dos sistemas de filtragem de ar na manufatura aditiva. O dimensionamento adequado do filtro, com consideração cuidadosa da área de superfície utilizável, é essencial para minimizar a perda de pressão e manter ciclos de produção ininterruptos. Os meios filtrantes comuns incluem:

• Hepa: mídia de filtro HEPA, 0,3 mícron com eficiência de 99,97%, contém principalmente materiais de fibra de vidro. A fibra de vidro é durável e eficaz na captura de partículas finas. Isso está se tornando um padrão para o setor de AM.
• Poliéster: Os meios filtrantes de poliéster de 1, 5, 25 e 100 mícrons proporcionam menor pressão diferencial.
• Carvão ativado: excelente para adsorver VOCs, hidrocarbonetos, ácidos, bases e odores, o carvão ativado é essencial para manter a qualidade do ar. Também lida com desafios de partículas.
• Revestido de Teflon: Meio filtrante revestido com Teflon de 0,3 mícron de alta eficiência para aplicações mais extremas/pesadas que exigem pulso reverso e tecnologia de autolimpeza. O material é durável para suportar as mais difíceis aplicações de AM e pulsos de ar comprimido.
• Fibra de vidro: Vários filtros coalescentes de eficiência permitem a captura eficaz de névoa e aerossol da descarga da bomba de vácuo. Os projetos podem ter baixa queda de pressão e o contaminante coalescido pode ser coletado e/ou descartado.

A importância da filtragem na manufatura aditiva

Saúde e segurança

A segurança dos funcionários é fundamental em qualquer ambiente de produção. Os contaminantes transportados pelo ar podem representar sérios riscos à saúde, levando a problemas respiratórios e outros problemas de saúde. Os filtros de alto desempenho projetados para operação à prova de gás são essenciais - eles evitam que partículas reativas ou perigosas escapem para o espaço de trabalho. Isso é especialmente acentuado no setor de AM, com muitos pós perigosos e combustíveis.

Controle de qualidade/produto

Na manufatura aditiva, a qualidade do produto acabado está diretamente relacionada à pureza do ambiente no qual ele é produzido. Os contaminantes podem afetar as propriedades do material, levando a defeitos. Ao garantir uma atmosfera e um ambiente de trabalho limpos, os sistemas de filtragem mantêm a qualidade consistente do produto.

Eficiência do processo

A circulação de ar limpo é essencial para manter as condições operacionais ideais nas impressoras 3D. O ar contaminado pode levar a um maior desgaste do equipamento e à necessidade de manutenção mais frequente. A filtragem eficaz reduz o tempo de inatividade, levando a uma maior eficiência operacional.

Conformidade regulatória

Muitos setores estão sujeitos a regulamentações ambientais e de saúde rigorosas. A implementação de sistemas de filtragem abrangentes pode ajudar as organizações a cumprir essas normas. Em última análise, evitando multas, atrasos na produção e aprimorando o processo de fabricação.

Sustentabilidade

Ao melhorar a qualidade do ar e reduzir o desperdício, os sistemas de filtragem eficazes contribuem para um processo de fabricação mais sustentável. Isso é particularmente importante à medida que os setores se esforçam para reduzir sua pegada ambiental. A Solberg é extremamente apaixonada pela responsabilidade de praticar a sustentabilidade.

O papel da filtragem na manufatura aditiva

A filtragem é um componente essencial da manufatura aditiva, garantindo um ambiente de trabalho seguro e aprimorando a qualidade e a eficiência do processo de produção. Ao compreender os diferentes tipos de sistemas de filtragem, materiais de construção e meios filtrantes usados, os fabricantes podem tomar decisões informadas que contribuam para melhorar a saúde, a conformidade e o sucesso operacional. Investir em uma filtragem de ar premium e robusta não apenas protege o equipamento/ambiente de trabalho, mas também fortalece a integridade dos produtos que estão sendo criados, impulsionando a inovação e o crescimento no setor de manufatura aditiva.