Аддитивное производство (АМ), широко известное как 3D-печать, произвело революцию в различных отраслях, позволяя быстро создавать сложные детали и прототипы. Это процесс, при котором объекты создаются послойно на основе цифровых моделей, что позволяет реализовывать сложные конструкции и индивидуальные решения. Его гибкость и эффективность стимулируют инновации и трансформируют традиционные методы производства. По мере того как 3D-печать продолжает менять современное производство, всё больше внимания уделяется критической роли промышленной фильтрации, обеспечивающей безопасную, эффективную и качественную работу — особенно в процессах, связанных с металлами.

Фильтрация на всех этапах аддитивного производства

От производства металлического порошка до постобработки и финальной сборки компонентов — системы фильтрации необходимы на каждом этапе. Они не только защищают оборудование и операторов, но и обеспечивают целостность напечатанных деталей, минимизируя загрязнение.

Процессы, связанные с аддитивным производством, могут генерировать значительное количество загрязняющих веществ в воздухе, включая летучие органические соединения (ЛОС), мелкодисперсные частицы, аэрозоли и другие вредные выбросы. Для поддержания безопасной рабочей среды и получения качественного продукта необходимы эффективные системы воздушной фильтрации. В этом блоге рассматриваются различные типы воздушной фильтрации, используемые в аддитивном производстве, материалы и фильтрующие среды, а также причины, по которым фильтрация критически важна для эффективности и результативности.

Типы воздушной фильтрации

• Фильтрация частиц
  • HEPA-фильтры: фильтры высокой эффективности, улавливающие 99,97% частиц размером 0,3 микрона и более. Необходимы для удаления мелких порошков и выбросов частиц, особенно в таких процессах, как селективное лазерное спекание (SLS) или спекание в порошковой постели.
  • Предварительные фильтры: используются для улавливания крупных частиц до попадания в высокоэффективные фильтры, продлевая срок их службы и снижая затраты на обслуживание. Доступны фильтры из полиэстера с размерами 1, 5, 25 и 100 микрон, а также другие сетчатые фильтры.
• Фильтрация газов и паров
  • Фильтры с активированным углем: необходимы для удаления ЛОС и запахов, выделяющихся при печати определённых материалов, таких как смолы или пластик. Они адсорбируют вредные газы, обеспечивая чистый воздух на рабочем месте.
  • Фильтры конденсации паров: удаляют пары путём их конденсации в жидкость, которую легко фильтровать и утилизировать. Примеры ЛОС, выделяющихся при 3D-печати: ацетон, бензол, толуол и м/п-ксилол.
• Фильтрация туманов и аэрозолей
  • Сборники тумана: в процессах, где используются охлаждающие или смазывающие жидкости (часто в металлическом АМ), такие фильтры удаляют жидкие аэрозоли, предотвращая попадание вредных капель в воздух. Обычно используются фильтры с мембраной из стекловолокна.

Выбор фильтрующей среды

Выбор фильтрующей среды критически важен для эффективности систем воздушной фильтрации в аддитивном производстве. Правильный размер фильтра с учётом полезной площади поверхности необходим для минимизации потерь давления и обеспечения непрерывного производственного цикла. Распространённые фильтрующие материалы:

• HEPA: фильтрующая среда HEPA (0,3 микрона, эффективность 99,97%) в основном состоит из стекловолокна. Прочная и эффективная для улавливания мелких частиц. Становится отраслевым стандартом в АМ.
• Полиэстер: фильтрующая среда из полиэстера с размерами 1, 5, 25, 100 микрон, обеспечивающая низкое сопротивление потоку.
• Активированный уголь: отлично адсорбирует ЛОС, углеводороды, кислоты, основания и запахи. Также справляется с частицами.
• С покрытием из тефлона: высокоэффективная фильтрующая среда (0,3 микрона) для тяжёлых условий, поддерживает технологию обратного импульса и самоочистки. Прочная и подходит для самых сложных задач АМ.
• Стекловолокно: фильтры коалесценции различной эффективности для улавливания туманов и аэрозолей на выходе вакуумных насосов. Обеспечивают низкое сопротивление и возможность сбора/утилизации загрязнений.

Значение фильтрации в аддитивном производстве

Здоровье и безопасность

Безопасность сотрудников — приоритет в любой производственной среде. Загрязняющие вещества в воздухе могут представлять серьёзную угрозу здоровью, вызывая респираторные заболевания и другие проблемы. Высокопроизводительные фильтры с герметичной конструкцией необходимы для предотвращения попадания опасных частиц в рабочую зону. Особенно актуально для АМ, где используются опасные и горючие порошки.

Контроль качества продукции

Качество готового изделия напрямую зависит от чистоты производственной среды. Загрязнения могут повлиять на свойства материалов, вызывая дефекты. Фильтрационные системы обеспечивают стабильное качество продукции, поддерживая чистую атмосферу.

Эффективность процессов

Чистый воздух необходим для оптимальной работы 3D-принтеров. Загрязнённый воздух увеличивает износ оборудования и частоту обслуживания. Эффективная фильтрация снижает простои и повышает производственную эффективность.

Соблюдение нормативных требований

Многие отрасли подчиняются строгим экологическим и санитарным нормам. Внедрение комплексных систем фильтрации помогает компаниям соответствовать этим требованиям, избегать штрафов и задержек, а также улучшать производственные процессы.

Устойчивое развитие

Улучшая качество воздуха и снижая количество отходов, эффективные системы фильтрации способствуют более экологичному производству. Это особенно важно в условиях стремления отраслей к снижению воздействия на окружающую среду. Компания Solberg, сертифицированная как экологически ответственная B Corporation, активно поддерживает устойчивые практики.

Роль фильтрации в аддитивном производстве

Фильтрация — ключевой элемент аддитивного производства, обеспечивающий безопасную рабочую среду и повышающий качество и эффективность производственного процесса. Понимание различных типов фильтрации, материалов и фильтрующих сред позволяет производителям принимать обоснованные решения, способствующие улучшению здоровья, соблюдению норм и успешной работе.