2020年3月5日星期四

金屬3D打印存在哪些安全問題

  一、內部缺陷較難避免
  3D打印金屬零件內部缺陷是怎樣產生的呢?
  3D金屬打印一般是靠激光或電子束逐層融化金屬粉末的方式制造零件,由於3D打印的金屬粉末很小,一般為15微米至100微米之間,當激光或電子束照RP射金屬粉末,粉末融化甚至氣化,形成氣體流動,導致成形路徑附近的粉末被沖走,可能造成臨近粉末成形時會有微小的孔隙和缺陷。
  此外,打印整個過程中的熱量分布比較難控制,因此制造出3D列印的零件內有可能存在未融化粉末。再加上,激光或電子束的能量波動,粉末大小的不一致,零件本身的結構突變等等,也會通過影響熱量分布的變化,造成零件產生缺陷。
  為了避免融化過程中粉末被氧打樣化,一般需要充入惰性氣體,或者將成形艙抽真空,但惰性氣體濃度和真空腔的真空度,不會是絕對的100%,難免會有一部分被氧化。
  因此3D打印零件的內部缺陷是較難避免的,缺陷出現的地方和缺陷大小也難以控制。
  二、對健康的影響
  操作3D打印機,或者進行後處理的工人,需要接觸金屬粉末,這些粉末都不到100微米,能很容易地進入肺部,或者進入粘膜,造成呼吸道或者神經方面損傷。所以,一定要樣品采取穿防護服,帶防毒面具等防護措施。
  此外,金屬3D打印一般都需要惰性保護氣體,比如氬氣或氮氣,防止加工過程中粉末氧化。這些惰性氣體泄漏可能會有窒息的危險。
  三、火災風險
  在3D金屬加工車間,會有一些鈦、鋁、鎂等金屬粉逆向工程末懸浮在空氣中,達到一定濃度後,如果遇到火源,會發生燃燒產生爆炸。粉末的粒度越小,越容易燃燒。因此金屬粉末的存儲、加工、後處理,都要避免火源和靜電。
  四、網絡安全問題

  3D打印需要近乎理想化的成形環境,哪怕對產品微小的改動,就會對產品造成嚴重甚至致命的影響,而這種缺陷在外形上,有時候被常規探傷手段很難發現。試想一下,大批量需要植入人體的醫療器械,或者航空用的葉片,因為黑客的刻意攻擊,修改某一點數據,或者造成激光能量波動,都可能會影響零件質量,甚至造成難以挽回的損失。

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