根據(jù)3D科學(xué)谷的市場觀察，2021年，中國的3D打印市場呈現(xiàn)出三大典型發(fā)展趨勢：產(chǎn)業(yè)化、新商業(yè)模式涌現(xiàn)、金屬3D打印開始扮演重要角色。

在金屬3D打印領(lǐng)域，大尺寸、多激光是粉末床選區(qū)激光熔化設(shè)備其中一項重要發(fā)展趨勢。大尺寸設(shè)備意味著更高的工作效率，可以加快在航空航天、船舶、汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用，但也對3D打印工件的質(zhì)量與精密性也提出了更高的要求，打印后處理的問題也逐漸顯現(xiàn)：增材制造特性決定了粉末殘留的必然性，如何有效清理大型工件內(nèi)部殘留的粉末，成為后處理的一個重要課題。

浙江拓博環(huán)保科技有限公司針對大型粉末床激光熔化3D打印零件清粉后處理過程中的常見問題進(jìn)行了分析，并提出了相關(guān)清粉解決方案。借此，我們可以對粉末清潔（尤其是復(fù)雜大型工件）后處理進(jìn)行一定了解。

清粉-3D打印后處理重點環(huán)節(jié)

根據(jù)浙江拓博，3D打印零件漫長的手工后處理和去粉化方法為制造商增加了不少成本。小型工件雖然可以人工進(jìn)行清理，但逃逸的粉末仍會對操作員身體健康產(chǎn)生不利的影響，更何況是大型精密工件。若想做好工件的清粉，做好以下幾點是關(guān)鍵。

一是人工清粉的效率和安全問題。對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜且內(nèi)部管路細(xì)密、質(zhì)量較大的工件來說，人工清粉的技術(shù)有限，且不能通過搖動、振動等方法使粉末完全與工件分離，不僅清粉有難度，效率也不高。

安全問題包括工件安全和操作工人的安全，工件安全是指若操作不當(dāng)引起工件損壞，對制造商來說是會造成極大損失；不僅如此，清粉過程中若防護(hù)不當(dāng)，操作工人長期吸入空氣中的金屬粉末，也會對健康造成極大的影響。

二是粉末回收再利用問題。粉末處理不到位首先會造成環(huán)境污染。金屬粉末價格高昂，能在不影響粉末質(zhì)量的情況下回收再利用有助于降低金屬粉末材料的使用成本。

大工件清粉解決方案

基于以上痛點，浙江拓博針對解放人力、保護(hù)操作員安全、保證工件安全、提高清粉效率、粉末高效回收等多個方面做了研究與試驗，推出面向大型工件粉末清理的TCB-100 3D打印工件清粉系統(tǒng)。

該系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域是航空航天、汽車、船舶等大型3D打印工件的內(nèi)部及隱藏空隙的清潔工作。旨在以盡可能少量的人工操作，盡多且高效地回收設(shè)備中殘留的粉末。

根據(jù)浙江拓博，通過該系統(tǒng)節(jié)省的時間高達(dá)90%，顯著減輕人力負(fù)擔(dān)，且能在惰性氣體的保護(hù)下實現(xiàn)各種清粉操作，極大的保護(hù)了設(shè)備安全。加之在密閉的空間內(nèi)操作，操作員的勞保安全也將得到有效保障。

對增材制造用戶來說，清粉后處理的時間縮短，為用戶縮短交貨的時間，降低成本降低，提高盈利能力，都起到了積極的作用。

多管齊下，高效清粉

從負(fù)載設(shè)計上來看，大型、堅固的結(jié)構(gòu)為大型工件的清粉提供了可能性。TCB-100 3D打印工件清粉系統(tǒng)可安裝工件尺寸450x450x450(mm)，負(fù)載可達(dá)到130kg，此規(guī)格能覆蓋大部分市場上大型工件的清粉需求。

清粉的高效與否取決于清粉功能的設(shè)計。TCB-100針對復(fù)雜粉末路徑難處理的特性，設(shè)備通過伺服電機(jī)使工件可360度立體旋轉(zhuǎn)，這一設(shè)計在清潔具有復(fù)雜粉末路徑的工件內(nèi)部粉末時具有其優(yōu)勢?？刹捎贸绦騺磉M(jìn)行工件控制，也可通過符合人體工程學(xué)的搖桿來進(jìn)行控制，并且可以通過搖桿控制工件旋轉(zhuǎn)的速度。360度立體旋轉(zhuǎn)，讓粉末流動更加可控，也能根據(jù)實際情況加以調(diào)節(jié)。

除此之外，振動裝置和吹塵槍等套件的搭配使用，也將有助于提高設(shè)備清粉的效率。設(shè)備通過振動裝置對工件實施振動，從而將工件中密實的粉末被振散使其易于流動、脫落。配有吹塵槍套件用于高壓吹掃狹小空間內(nèi)的粉末，并且設(shè)有吸粉接口，可對接吸粉設(shè)備直接將粉末回收。

經(jīng)第三方認(rèn)證的防爆性能

后處理的過程中，除了要考慮到清粉的操作性與效率，對安全性的考慮也是重中之重。3D打印工件中的金屬粉末通常都是易燃、易爆的，經(jīng)過防爆認(rèn)證的設(shè)備是引入粉末清潔系統(tǒng)時重要的考量標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)浙江拓博，其TCB-100 系統(tǒng)經(jīng)過了第三方權(quán)威認(rèn)證機(jī)構(gòu)的認(rèn)證。

金屬粉末活性高，容易造成安全隱患，提前做好防護(hù)便能大大規(guī)避風(fēng)險。拓博TCB-100粉末清理系統(tǒng)為提高粉末床金屬3D打印安全性所做的努力包括：全自動惰性氣體保護(hù)，在線檢測手套箱內(nèi)氧含量、壓力，面對突發(fā)情況可快速做出反應(yīng)；全密封手套箱設(shè)計，在密封的情況下操作內(nèi)部工件；充氣密封結(jié)構(gòu)，確保手套箱的高防護(hù)及氧含量的持續(xù)保持；進(jìn)口耐磨、抗老化防靜電手套，符合防爆要求，進(jìn)一步保障操作員的安全；電器元件及PLC均采用國際一線品牌，如ABB，西門子，費斯托等，為保障設(shè)備的高效耐用提供助力。

TCB-100粉末清理系統(tǒng)還配有系統(tǒng)化設(shè)計，例如定制化全電動叉車、吸粉設(shè)備、篩分設(shè)備等供選配，配合清粉設(shè)備完成更加高效的運輸、清粉、篩分、回收等一系列的工作。