金屬3D打印件加工中的安全隱患

魔猴君  科技前沿   2578天前

通過常規制造工藝（鑄造、鍛造等）工藝制造的零件是不會發生爆炸現象的。金屬3D打印制造的零件，潛在著一個安全隱患——爆炸。然而，那些隨著零件一起離開加工區域的被困粉末便會帶來很多安全隱患。

或許您看過操作人員佩戴呼吸器，穿著個人防護設備。這是因為在金屬3D打印過程中所用的金屬粉末原料很容易被人吸入體內，對人健康產生影響。而且有些人還對鎳金屬過敏，這就使得金屬粉末的吸入問題成為了人們一大關注點。或許多數人沒有意識到，將通過金屬3D打印技術制成的零件從建造室中取出來并清潔，零件中仍含有微量的粉末材料。

對于金屬打印來說，打印金屬結構和打印支撐是不同的，大多數支撐不是完全密實的，這就可能導致金屬粉末留在其中。當打印完的構件被取出時，構件的支撐就有可能將其內的金屬粉末釋放到空氣中。這就是為什么建議通過水下EDM電火花線切割的加工方式來移除構建基板，從而讓這些閑散的粉末釋放到水中。

如果不使用EDM加工技術，那就需要進行二次清潔操作。例如抽真空去除被困在支撐結構中的粉末。但實際操作的難度并不簡單，因為粉末顆粒能夠在應力釋放期間粘附到支撐材料的內壁或零件表面上。即便用將零件與桌面碰撞，仍然存在少許未被清除的粉末。

顯然，從零件中清除金屬粉末的方法相當繁復，這需要更多的研究了解如何使用蘇打爆破、磨料流加工(Abrasive flow Machining簡稱AFM)和電化學拋光等技術來幫助去除支撐的金屬粉末。

其中，磨料流加工技術是一種最新的機械加工方法，是以磨料介質(摻有磨粒的一種可流動的混合物)在壓力下流過工件所需加工的表面，進行去毛刺、除飛邊、磨圓角，以減少工件表面的波紋度和粗糙度，達到精密加工的光潔度。AFM法在需要繁復手工精加工或形狀復雜的工件，以及其他方法難以加工的部位是最好的加工方法。AFM法也可應用于以滾筒、震動和其它大批量加工不夠滿意或加工時受損的工件。并能有效去除放電加工或激光光束加工后再生的脫層。

電化學拋光也稱電解拋光。電解拋光是以被拋工件為陽極，不溶性金屬為陰極，兩極同時浸入到電解槽中，通以直流電而產生有選擇性的陽極溶解，從而達到工件表面光亮度增大的效果。

需要注意的是，一些金屬粉末原料是自燃的，如鈦和鋁，這意味著它們會發生爆炸。因此，專業的加工人員在處理這些材料制成的零件時要小心，因為這些被零件捕獲的粉末可能會重新被釋放，如果潛入到機器環境中，在火花或其他條件的組合下可能導致爆炸。所以，在處理和后處理這些零部件時要特別小心，一定要確保已經進行了適當的清潔。如果零件處理時有松散的粉末落下，則停止進行加工。

全面了解和診斷與金屬3D打印有關的安全隱患的進展還在進行中，必要的時候事先通知當地的消防隊員，以便在緊急情況下做出更快的響應。此外，當將3D打印的金屬零件放在磨床或車/銑床上進行加工的時候，一定確保這些零件中的粉末不會被加工時產生的火花點燃引起爆炸。

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