為何氣力輸送最能滿足3D打印增材制造的粉末處理要求

隨著3D打印增材制造（AM）生產技術日趨成熟，對金屬粉末的處理要求越來越高，需要嚴格的工藝流程，真空氣力輸送可通過復雜的裝載，使用，再利用和篩選過程來清潔、安全、有效地處理這些致密金屬粉末。這些包括：

1. 將新的原材料裝入生產設備。金屬粉末的密度很高，增加了粉末氣力輸送的難度。由于金屬粉末比重較高，通常使用叉車將粉末容器升高鏈接到進料斗的入口并在重力作用下出料，粉末的氣力輸送需在惰性氣體中進行，以防止金屬粉末的氧化。

2.多余物料的收集與處理。隨著產量的增加，當前將物料“堆放”到構建箱末端的收集料斗中的方法已經不再合適，將需要更好的收集和處理方法。

3.從生產設備內部或周圍的構建區域卸出未用完的粉末材料。由于未使用的粉末物料占成型箱內粉末體積的85％，因此必須找到可行的方法將其移除并重新放入容器以備將來使用。當前，這是通過簡單地抽吸材料并從生產設備內部進行真空氣力輸送系統或將構建箱移至卸貨站以去除粉末來完成的。

4.篩選多余或未使用的粉體材料。需要篩選通過構建過程的所有多余金屬粉末，以去除附聚物，以適合再次使用。這就需要將粉末通過氣力輸送到篩分站再返回到構建箱的方法。

5.將用過的和未用過的材料混合。目前正在進行許多有關將不同百分比的廢舊材料與原始材料混合在一起的影響的研究，按照3D打印的趨勢來看，混合的需求將呈增加的趨勢，并且需要解決往返混合材料的工藝。

6.將經過混合和篩選的物料返回到AM生產設備。此過程與將物料初始裝入料斗的要求相同。

出于以下幾個原因，真空氣力輸送系統是理想的解決方案：接收器很容易安裝在AM生產設備上或與篩分系統配套使用；他們提供粉末的密封，保持生產環境清潔；先進的保護系統可以容納最小點火能量值低至1mJ的而材料沒有爆炸的危險。 

輸送致密金屬粉末時的輸送系統設計具有幾個關鍵要求：易于清潔，粉末保留量小，亞微米范圍內的高質量過濾以及真空氣力輸送系統類型。理想地，真空氣力輸送系統過程應以低速度的密相氣力輸送完成，要求高真空度。該方法消除了輸送線的磨損和稀相氣力輸送可能引起的金屬粉末的潛在污染。它要求的真空度在15到22英寸汞柱之間，無需使用側通道（蓄能式）泵或羅茨式裝置的系統。

真空氣力輸送系統還具有在擴大時生產保持較小占地面積的優勢。可以建立一條完整的環路，其中一條主輸送線將粉末供應到多臺AM生產設備的真空接收器，同時將散裝物料的供應保持在單獨的房間中。無需在建筑區域內使用叉車。從操作中回收的粉末被轉移到篩分單元也是如此。真空氣力輸送系統使這些過程變得簡單，因為它不需要計量閥。相反，它可以從建造箱，卸貨站或溢出的區域收集物料，并將其轉移到篩分中，然后進一步輸送回料箱進行混合或重復使用。

最后，提高產量需要最短的下料時間，以利于下一次生產。由于顆粒和篩孔尺寸的原因，金屬粉末的物理性質使這種程序變得復雜。篩分通常比實際的下料時間慢，因此需要并入緩沖料斗系統以允許獨立于篩分的快速下料。