盤(pán)點(diǎn)開(kāi)創(chuàng)金屬增材制造后處理技術(shù)公司,，流程自動(dòng)化程度不斷提高

導(dǎo)讀：后處理是金屬增材制造工作流程中的一個(gè)重要階段,。金屬增材制造后處理包含多種不同的技術(shù),，可能涉及基本增材制造程序（如支撐去除）、與增材制造生產(chǎn)過(guò)程無(wú)關(guān)的程序（如零件分類）以及特定于工藝的程序（如脫脂）,。金屬增材制造（AM）后處理所需的階段數(shù)量取決于增材制造工藝的類型,、材料和零件本身。

以下是金屬增材制造后采用的最常見(jiàn)后處理技術(shù)的非詳盡列表,，以及為每種技術(shù)提供解決方案的一些領(lǐng)先公司,。

除粉：Solukon

對(duì)于 LPBF 和其他使用粉末作為原料的金屬增材制造形式而言，粉末去除或除粉是后處理的關(guān)鍵階段,。零件制造完成后必須去除多余的粉末,，以便清潔零件、消除安全風(fēng)險(xiǎn)并收集粉末以供重復(fù)使用,。

獨(dú)立的粉末去除系統(tǒng)采用部件旋轉(zhuǎn),、振動(dòng)和壓縮空氣相結(jié)合的方式，確保徹底去除粉末,。對(duì)于鈦等活性金屬粉末,，還需要使用惰性氣體系統(tǒng)來(lái)防止爆炸風(fēng)險(xiǎn)。

德國(guó) Solukon Maschinenbau GmbH是粉末去除解決方案領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者,，專門(mén)從事自動(dòng)除粉,。Solukon 與西門(mén)子等公司合作開(kāi)發(fā)了智能除粉系統(tǒng)，用于具有深通道和其他復(fù)雜特征的高度復(fù)雜部件,。Solukon 最著名的系統(tǒng)是 SFM-AT 系列,，它提供自動(dòng) 2 軸旋轉(zhuǎn)、粉末鎖定,、可控頻率振動(dòng),、使用壓縮空氣或惰性氣體手動(dòng)除粉的手套口以及手動(dòng)操縱桿控制等功能。正如我們將在本電子書(shū)中詳細(xì)介紹的那樣,，該公司還剛剛發(fā)布了一款用于中型部件除粉的新系統(tǒng) SFM-AT350/-E,。

移除支撐：Rivelin Robotics

支撐拆除是金屬增材制造后處理中一個(gè)具有挑戰(zhàn)性且勞動(dòng)密集的階段,，尤其是在零件易損的薄壁部分。支撐拆除通常涉及使用帶鋸從構(gòu)建區(qū)域切割零件,，然后使用較小的手動(dòng)工具從零件表面拆除支撐,。由于拆除支撐需要時(shí)間和勞動(dòng)力，因此高效且最少地放置支撐是 DfAM 的一個(gè)重要領(lǐng)域,。

支撐移除過(guò)程的自動(dòng)化是金屬增材制造的一個(gè)發(fā)展領(lǐng)域,，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看將有利于增材制造生產(chǎn)。英國(guó)的 Rivelin Robotics是一家開(kāi)發(fā)該領(lǐng)域技術(shù)的公司,，該公司使用“最先進(jìn)的傳感器和工藝”以及機(jī)械臂來(lái)執(zhí)行金屬增材制造支撐移除，將運(yùn)營(yíng)成本降低了 10 倍,。GKN Aerospace 和英國(guó)國(guó)防部是 Rivelin 的 NetShape Robot 的用戶之一,。

脫脂和燒結(jié)：Elnik Systems

粘合劑噴射和金屬擠壓等增材制造工藝以及金屬注射成型 (MIM) 等非增材制造工藝需要脫脂和燒結(jié)等后處理步驟，以去除非金屬粘合劑材料并強(qiáng)化剩余的金屬結(jié)構(gòu),。

在粘合劑噴射工藝中,，增材制造系統(tǒng)將液體粘合劑沉積到金屬粉末上以制造金屬部件。它比燒結(jié)或熔化金屬粉末的工藝更快,。然而,，在后處理過(guò)程中，必須使用熱量,、溶劑,、水等將粘合劑材料從生坯金屬部件中去除。脫脂后,，在略低于金屬熔點(diǎn)的溫度下在爐中進(jìn)行燒結(jié),，熔合金屬顆粒并產(chǎn)生致密的金屬部件。

△DSHTechnologies 的 Elnik 爐

脫脂和燒結(jié)技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者是新澤西州的 Elnik Systems及其姊妹公司 DSH Technologies,。Elnik 擁有 50 多年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn),，提供世界領(lǐng)先的第一階段脫脂系統(tǒng)和第二階段脫脂和燒結(jié)爐。2023 年,，Elnik 與 HP 合作,，為 HP 的金屬增材制造系統(tǒng)提供燒結(jié)解決方案。

物料轉(zhuǎn)運(yùn)：�,？寺�

金屬增材制造中的材料處理可視為預(yù)處理和后處理階段,。任何材料處理過(guò)程都必須優(yōu)先考慮安全性和清潔度，以及高效地向增材制造系統(tǒng)輸送材料和從增材制造系統(tǒng)輸送材料,，從而保護(hù)操作員免受粉末的侵害,。集成材料處理系統(tǒng)可能與粉末去除系統(tǒng)有一些重疊。

后處理的材料處理階段可能涉及增材制造粉末的干燥,、增材制造系統(tǒng)的（自動(dòng)或手動(dòng)）填充,、從增材制造系統(tǒng)中去除用過(guò)的粉末,、篩分用過(guò)的粉末以及其他步驟，這些步驟將根據(jù)所部署的金屬增材制造技術(shù)的類型而有所不同,。

2023 年,，金屬增材制造領(lǐng)導(dǎo)者EOS 與德國(guó)另一家公司 Volkmann合作，提供自動(dòng)化,、可擴(kuò)展,、閉環(huán)金屬粉末處理解決方案，適用于最多六臺(tái) EOS M L-PBF 增材制造系統(tǒng),。聯(lián)合開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)具有自動(dòng)補(bǔ)料,、干燥和中央粉末處理系統(tǒng)等功能，可提供 24/7 全自動(dòng)粉末處理,。

零件識(shí)別和分類：AM-Flow

大規(guī)模生產(chǎn)級(jí)金屬增材制造需要后處理步驟來(lái)識(shí)別和分類成品部件,，就像傳統(tǒng)裝配線制造流程中需要的那樣。最有效的生產(chǎn)規(guī)模識(shí)別和分類系統(tǒng)使用機(jī)器視覺(jué)形式來(lái)自動(dòng)執(zhí)行該過(guò)程,。

工業(yè) 4.0 零件識(shí)別和分類系統(tǒng)通常包括具有光學(xué)零件識(shí)別功能的機(jī)器,、用于將零件分類為不同類別的傳送帶系統(tǒng)，以及包裝機(jī),、質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)和拾放機(jī)器人等可選組件,。

增材制造零件分揀領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)是荷蘭的 AM-Flow 公司，該公司提供大量模塊化識(shí)別,、分揀和工廠管理解決方案,，包括其 AM-Vision、AM-Logic 和 AM-Sort 機(jī)器,，這些機(jī)器采用了該公司尖端的機(jī)器視覺(jué)和人工智能技術(shù),。其用戶包括汽車巨頭寶馬，據(jù)報(bào)道,，寶馬在安裝 AM-Flow 解決方案后,，將增材制造零件分揀所需的時(shí)間縮短了一半。

測(cè)量與檢測(cè)：Theta Technologies

對(duì)于最終端應(yīng)用部件的增材制造生產(chǎn),，測(cè)量和檢查是重要的后處理階段,。對(duì)于尺寸和公差，可以使用 CMM 等標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備,。但是,，內(nèi)部檢測(cè)需要其他技術(shù)。

與鑄造和機(jī)械加工等金屬制造技術(shù)相比,，客戶對(duì) AM 的測(cè)量和檢查要求可能更高,。增材制造與這些技術(shù)的不同之處還在于，金屬零件可能具有很大的內(nèi)部復(fù)雜性,，包括部分空心部分,、通道和其他內(nèi)部特征,。內(nèi)部零件檢查需要特殊的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。

英國(guó)的 Theta Technologies是增材制造部件無(wú)損檢測(cè)方面的專家,。Theta 的檢測(cè)設(shè)備（在尖端的 RD1-TT 系統(tǒng)中得到展示）利用非線性共振技術(shù),，使用聲波檢測(cè)增材制造部件的內(nèi)部缺陷，快速提供金屬部件的通過(guò)/失敗測(cè)試結(jié)果,。它已成功用于驗(yàn)證金屬增材制造閥門(mén)以及渦輪葉片等非增材制造部件,。

熱處理：Quintus Technologies

使用 LPBF 等技術(shù)制造的部件受益于熱處理,，熱處理可以減少部件孔隙率,、消除缺陷和內(nèi)部應(yīng)力并提高強(qiáng)度,。金屬增材制造部件的三種常見(jiàn)熱處理是固溶處理,、應(yīng)力消除和熱等靜壓 (HIP)。

△Wallwork位于伯里的全新 2,500 平方米 HIP 中心將采用 Quintus 的 QIH 173L M URC 熱等靜壓機(jī),。

瑞典 Quintus Technologies 公司專門(mén)研究 HIP 技術(shù),，主要用于金屬板制造,，也用于金屬 AM 后處理,。后處理設(shè)備的適用行業(yè)包括航空,、核能和醫(yī)療,，這些行業(yè)對(duì)金屬的質(zhì)量要求特別高,。該公司的 HIP 解決方案已用于改進(jìn)鈦植入物和汽車零部件等部件，并與 SLM Solutions等 AM 領(lǐng)導(dǎo)者進(jìn)行了合作,。

有關(guān)增材制造后處理的更多信息,，請(qǐng)參閱VoxelMatters 的《AM Post-Processing Focus 2024》電子書(shū)：https://www.voxelmatters.com/wp-content/uploads/2024/06/VoxelMatters-VMFocus2024-eBook-Post-Processing.pdf