金属3D打印件加工中的安全隐患

魔猴君  科技前沿   2403天前

通过常规制造工艺（铸造、锻造等）工艺制造的零件是不会发生爆炸现象的。金属3D打印制造的零件，潜在着一个安全隐患——爆炸。然而，那些随着零件一起离开加工区域的被困粉末便会带来很多安全隐患。

或许您看过操作人员佩戴呼吸器，穿着个人防护设备。这是因为在金属3D打印过程中所用的金属粉末原料很容易被人吸入体内，对人健康产生影响。而且有些人还对镍金属过敏，这就使得金属粉末的吸入问题成为了人们一大关注点。或许多数人没有意识到，将通过金属3D打印技术制成的零件从建造室中取出来并清洁，零件中仍含有微量的粉末材料。

对于金属打印来说，打印金属结构和打印支撑是不同的，大多数支撑不是完全密实的，这就可能导致金属粉末留在其中。当打印完的构件被取出时，构件的支撑就有可能将其内的金属粉末释放到空气中。这就是为什么建议通过水下EDM电火花线切割的加工方式来移除构建基板，从而让这些闲散的粉末释放到水中。

如果不使用EDM加工技术，那就需要进行二次清洁操作。例如抽真空去除被困在支撑结构中的粉末。但实际操作的难度并不简单，因为粉末颗粒能够在应力释放期间粘附到支撑材料的内壁或零件表面上。即便用将零件与桌面碰撞，仍然存在少许未被清除的粉末。

显然，从零件中清除金属粉末的方法相当繁复，这需要更多的研究了解如何使用苏打爆破、磨料流加工(Abrasive flow Machining简称AFM)和电化学抛光等技术来帮助去除支撑的金属粉末。

其中，磨料流加工技术是一种最新的机械加工方法，是以磨料介质(掺有磨粒的一种可流动的混合物)在压力下流过工件所需加工的表面，进行去毛刺、除飞边、磨圆角，以减少工件表面的波纹度和粗糙度，达到精密加工的光洁度。AFM法在需要繁复手工精加工或形状复杂的工件，以及其他方法难以加工的部位是最好的加工方法。AFM法也可应用于以滚筒、震动和其它大批量加工不够满意或加工时受损的工件。并能有效去除放电加工或激光光束加工后再生的脱层。

电化学抛光也称电解抛光。电解抛光是以被抛工件为阳极，不溶性金属为阴极，两极同时浸入到电解槽中，通以直流电而产生有选择性的阳极溶解，从而达到工件表面光亮度增大的效果。

需要注意的是，一些金属粉末原料是自燃的，如钛和铝，这意味着它们会发生爆炸。因此，专业的加工人员在处理这些材料制成的零件时要小心，因为这些被零件捕获的粉末可能会重新被释放，如果潜入到机器环境中，在火花或其他条件的组合下可能导致爆炸。所以，在处理和后处理这些零部件时要特别小心，一定要确保已经进行了适当的清洁。如果零件处理时有松散的粉末落下，则停止进行加工。

全面了解和诊断与金属3D打印有关的安全隐患的进展还在进行中，必要的时候事先通知当地的消防队员，以便在紧急情况下做出更快的响应。此外，当将3D打印的金属零件放在磨床或车/铣床上进行加工的时候，一定确保这些零件中的粉末不会被加工时产生的火花点燃引起爆炸。

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