Как правильно хранить металлические порошки для 3D-печати?

Коротко о печати металлом

Самая популярная технология 3D-печати металлом — технологии SLM (Selective Laser Melting), когда металлические порошки сплавляются под воздействием лазера. Процесс построения изделий происходит в камере SLM-машины, заполненной инертным газом — аргоном или азотом.

Основное назначение технологии — производство изделий со сложной геометрией. Преимущества: не нужна дорогостоящая оснастка; детали получаются более легкими, чем при традиционном производстве.

Для 3D-печати используют реактивные и высокопрочные металлы, такие как сталь, титан, алюминий, никель, кобальт-хром, медь. Это потенциально опасные материалы, требующие внимательного и бережного обращения.

Почему нужно хранить правильно?

1. В незащищенный порошок может попасть грязь — пыль, ворс, масло, жир, частицы других материалов.

2. Гигроскопичные порошки впитывают влагу за считанные минуты, что провоцирует окисление, слипание частиц и изменение структуры материала.

3. Контакт с кислородом приводит к образованию оксидов, ухудшающих текучесть порошка и снижающих стабильность печати.

4. Перепады температуры могут вызвать конденсацию влаги на порошке, ускоряя процесс окисления.

5. Подпорченный материал плохо спекается, ложится неравномерно. В результате деталь получается деформированной, пористой, хрупкой. Слипшиеся частицы вызывают проблемы с подачей порошка в 3D-принтер.

6. Некоторые порошки (например, алюминий или никель) образуют мелкодисперсную пыль, вредную при вдыхании. Получить отравление металлами очень легко. Неправильное хранение увеличивает риск загрязнения воздуха.

7. Хранение порошков в неподходящих условиях повышает риск их непредсказуемого поведения в процессе печати, включая самовозгорание.

8. Металлические порошки стоят дорого. Соблюдение правил хранения позволяет экономить сырье и минимизировать потери из-за брака и вынужденной доработки изделий.

Оборудование для хранения

Герметичные шкафы

Плюсы: огнеустойчивые, влагонепроницаемые. Надежно защищают от влаги и воздуха. Продвинутые модели оснащены устройствами атмосферного анализа и контроля. Заполняются инертным газом для вытеснения кислорода.

Минусы: дорогостоящие; требуют контроля за герметичностью.

Подходят для хранения реактивных порошков, требующих строгого контроля окружающей среды.

Автоматизированные бункеры

Плюсы: часто интегрированы с системами подачи порошка к 3D-принтерам, возможностью подачи инертного газа и контролем влажности. Могут быть оснащены системами рекуперации порошка для повторного использования.

Минусы: высокая стоимость; сложная интеграция.

Подходят для хранения промышленных объемов порошков.

Бочки и канистры из нержавеющей стали

Плюсы: прочные, устойчивые к коррозии, могут поддерживать подачу инертного газа.

Минусы: тяжелые; занимают много места.

Подходят для хранения и транспортировки больших объемов порошка.

Пластиковые контейнеры с плотными крышками

Плюсы: легкие, недорогие, могут содержать осушители.

Минусы: не защищают от кислорода, подходят не для всех порошков.

Подходят для менее реактивных порошков или кратковременного хранения.

Дополнительное оборудование

Системы контроля влажности

Поддерживают оптимальную влажность, предотвращают ухудшение свойств порошка. Оптимальный уровень влажности обычно стараются поддерживать на уровне ниже 30%, а для реактивных металлов — ниже 10%.

Весы и системы фильтрации

Для контроля качества порошков перед печатью. Позволяют контролировать расход и качество сырья, удаляют загрязнения и агломераты. Фильтрация также помогает восстановить фракционный состав порошка, удаляя слишком крупные и слишком мелкие частицы.

Правила хранения для разных порошков

Титановые и алюминиевые сплавы

Обладают высокой реактивностью. Есть риск воспламенения при контакте с кислородом и влагой. При работе с данными материалами необходимо соблюдать особые меры предосторожности для предотвращения пожаров, взрывов и нанесения материального ущерба.

Рекомендации. Используйте токопроводящие контейнеры, заземленные для предотвращения накопления статического заряда. Минимизируйте контакт порошка с воздухом.

Нержавеющая сталь

Менее чувствительна к кислороду, но способна впитывает влагу, что ухудшает текучесть порошка. Мелкие частицы образуют агломераты при хранении во влажной среде.

Рекомендации. Используйте внутри упаковки осушители (силикагели). Избегайте перепадов температур, чтобы предотвратить образования конденсата.

Медные порошки

Активно взаимодействуют с кислородом и влагой, что приводит к образованию оксидной пленки. Подвержены слеживанию, что может повлиять на равномерность нанесения материала при 3D-печати.

Рекомендации. Для предотвращения слеживания храните порошок в условиях минимального механического сжатия. Периодически встряхивайте контейнер (если это допустимо) или просеивайте порошок перед использованием.

Общие рекомендации по хранению металлических порошков

• Использовать для хранения только специальную герметичную тару.
• Хранить в сухом, прохладном месте (≤ 25°C, влажность < 5%), вдали от систем отопления.
• Следить за стабильностью комнатной температуры.
• Использовать инертный газ для защиты от окисления.
• Минимизировать контакт порошка с воздухом.
• Не допускать накопления пыли в помещении для минимизации взрывоопасности.
• Просеивать перед повторным использованием.