Filtragem de Fumos de Solda a Laser Filtragem de fumos de solda a laser para métodos de manufatura aditiva

HYDAC – sua parceira para a filtragem de fumos de solda na manufatura aditiva, especialmente com tecnologia SLM.

Filtragem de fumos de solda a laser para métodos de manufatura aditivaHYDAC – sua parceira para a filtragem de fumos de solda na manufatura aditiva, especialmente com tecnologia SLM.

A fusão seletiva a laser (SLM) é um método de manufatura aditiva que envolve peças sendo fabricadas em camadas diretamente de um material em forma de pó.

No método SLM, o material em pó é fundido diretamente ao ponto de processamento pela energia térmica de um raio de laser. Para evitar que o material oxide, a câmara de trabalho é preenchida com um gás protetor. Isso leva a que os fumos de solda se concentrem na câmara de trabalho da máquina, o que pode prejudicar o ponto de solda do laser. Por esta razão, os fumos de solda precisam ser filtrados. As poeiras geradas são combustíveis se reagirem com o oxigênio. Algumas das partículas de poeira são tão pequenas que são respiráveis. Com a tecnologia atual, o filtro é, portanto, inundado com água ou levado para um estado inerte com cal apagada quando o filtro é trocado.

As desvantagens deste método:

  • Os elementos filtrantes descartáveis podem por vezes ter vida útil muito curta (em alguns casos sendo suficientes apenas para um ciclo de trabalho)
  • Elevados custos de operação do filtro e extensa carga de trabalho de troca de filtro
  • A inertização é complexa e necessária quando o filtro é trocado, uma vez que toda a carcaça precisa ser removida, lavada com água, e limpa
  • A troca frequente do filtro resulta em um grande volume de descarte
  • A saúde e a segurança no trabalho são insatisfatórias

Otimização da solução de filtro com a inovadora solução de filtro de fumos de solda a laser da HYDAC

Nosso cliente é um player global entre os fabricantes de máquinas-ferramenta. Com suas soluções, eles atendem à grande tendência da manufatura aditiva, usando a fusão seletiva a laser (o método SLM) em suas impressoras 3D de metal. Um grande desafio que isso representa é a filtragem dos fumos de solda a laser que são gerados.

A solução de filtragem existente exigia trocas de filtro muito frequentes, pois eram necessários novos elementos filtrantes descartáveis para quase todos os trabalhos de construção. Isso resultou em um grande e dispendioso volume de descarte do elemento filtrante para o proprietário da máquina.
Outra desvantagem do complexo processo de troca de filtro foi a inadequada saúde e segurança ocupacional resultante do risco de incêndio representado pelo pó metálico em caso de reação com o oxigênio. Além disso, as partículas eram muito pequenas e respiráveis. Isso significava que era necessário inundar a carcaça do filtro com água toda vez que um filtro era trocado. Depois, toda a carcaça era removida, lavada com água e cuidadosamente limpa. Com este método, pode levar até 2 horas para trocar o filtro.

Todo o processo de troca do filtro era ineficiente e implicava riscos à saúde. É por isso que o cliente nos procurou com os seguintes requisitos:

  • Melhorar a saúde e segurança ocupacional

  • Desenvolver um sistema com longa vida útil do filtro e operação econômica

  • Os elevados custos de descarte para o usuário final devem ser eliminados

  • Um filtro que pode ser usado universalmente para todos os tipos de material em pó no método de fabricação aditiva

Com estes objetivos definidos, uma especificação de requisitos foi desenvolvida em colaboração com o cliente. Um teste do primeiro protótipo do filtro HYDAC foi realizado diretamente nas instalações do cliente, com o apoio de nossos qualificados especialistas em filtros. Após alguns ajustes, o cliente aprovou a produção em série.

FlushPACK – a solução de filtro de fumos de solda a laser da HYDAC

A HYDAC aceitou o desafio de filtrar partículas de fumos de solda a laser – o resultado é o sistema inovador de filtragem FlushPACK.

O princípio da passivação

Primeiro, as partículas são filtradas do gás protetor em um filtro de gás (1). Um acumulador hidráulico (3) carregado por um compressor (2) realiza retrolavagem no filtro, fazendo com que a contaminação caia na base do filtro. Lá, ele se combina com um fluido de passivação, que é extraído para um recipiente separado (4), onde é armazenado. As partículas estão agora ligadas. Como opção, também pode ser instalado um filtro HEPA (5).

O resultado

Como a contaminação é passivada diretamente dentro do filtro, não é necessário nenhum EPI (equipamento de proteção individual) para a troca do filtro. Ao mesmo tempo, a saúde e a segurança ocupacional do método são aumentadas. Graças à longa vida útil do filtro, o sistema de filtragem pode ser operado de forma econômica. O sistema de troca significa que os altos custos de descarte são eliminados –  os filtros usados podem ser devolvidos à HYDAC. Devido ao uso do fluido de passivação, o sistema de filtro pode ser usado para todos os tipos de material em pó. O material em pó pode até ser trocado sem trocar o filtro.

Citação do cliente:

“A longa vida útil dos filtros e a simplicidade da troca e descarte do filtro nos convenceram totalmente. Agora vamos adaptar uma máquina existente com o FlushPACK.”

Vantagens com a solução de filtragem de fumos de solda a laser FlushPACK

Segurança no trabalho

Melhoria da saúde e segurança ocupacional, graças à passivação patenteada da contaminação reativa, eliminação da necessidade de equipamentos de proteção individual (EPI) adicionais e prevenção do risco de incêndio quando os filtros são trocados.

Disposição

Reutilização simples do filtro gasto, graças ao conceito de reutilização da HYDAC.

Otimização de custos

Redução de custos na operação, graças à longa vida útil, troca de filtro rápida e segura e eliminação de custos adicionais de descarte.

Aumento da qualidade dos componentes, graças aos parâmetros de processo estáveis (temperaturas constantemente baixas e alta limpeza do gás) e ciclos de limpeza inteligentes.

 

Os filtros podem ser usados para qualquer material em pó, graças ao conceito de filtragem independente do material.

DownloadReferência: Filtragem de fumos de combustão a laser

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