Rökfiltrering för lasersvetsning Rökfiltrering för lasersvetsning vid additiva tillverkningsmetoder

HYDAC – din partner för filtrering av svetsrök i additiv tillverkning, särskilt med SLM teknik.

13/10/2021 4 min lästid

Kunders framgångshistoria Teknik Hydraulik

Rökfiltrering för lasersvetsning vid additiva tillverkningsmetoderHYDAC – din partner för filtrering av svetsrök i additiv tillverkning, särskilt med SLM teknik.

Selective laser melting (SLM) är en additiv tillverkningsmetod som inkluderar delar som tillverkas i lager direkt ur ett material i pulverform.

I SLM metoden smälts pulvermaterialet av värmen från laserstrålen direkt vid bearbetningspunkten. cFör att förhindra att materielet oxiderar fylls arbetskammaren med en skyddsgas. Detta orsakar svetsrök som bildas i maskinens arbetskammare vilket kan påverka laserns svetspunkt. Av denna anledning måste svetsröken filtreras. Dammet som bildas är brännbart om det reagerar med syre. Vissa dammpartiklar är så små att de kan andas in. Med den nuvarande tekniken flödas filtren med vatten eller sätts i ett inert tillstånd med släckt kalk när filtret byts.

Nackdelarna med den här metoden:

De utbytbara filerelementan har ibland en mycket kort livslängd (i vissa fall håller de endast till ett tillverkningsjobb)
Höga driftkostnader för filter och mer arbete med filterbyte
Komplex inertisering behövs när filtren byts ut eftersom hela huset måste tas bort, sköljas med vatten och rengöras
Täta filterbyten orsakar en hög avfallsmängd
Arbetsskyddet och säkerheten är bristfällig

Optimering av filterlösningen med den innovativa rökfilterlösningen för lasersvetsrök från HYDAC

Vår kund är en globalt agerande verktygsmaskintillverkare. Med sina lösningar tillgodoser de den stora trenden med additiv tillverkning genom att använda selektiv lasersmältning (SLM-metoden) i sina metall 3D-skrivare. En jättestor utmaning som detta för med sig är filtreringen av lasersvetsröken som bildas.

De existerande filterlösningarna krävde mycket täta filterbyten eftersom ett nytt filterelement behövdes till nästan varje tillverkningsjobb. Detta innebar mycket stora kostnader och en stor avfallsmängd för maskinägaren.
Andra nackdelar med de komplicerade filterbytena var det otillräckliga arbetsskyddet och säkerheten från den farliga röken som orsakades av metallpulvret i fall det reagerade med syre. Dessutom var partiklarna mycket små och kunde andas in. Detta innebar att filterhuset behövdes spolas av med vatten varje gång filtret byttes ut. Hela huset togs bort, sköljdes av med vatten och rengjordes noggrant. Med den här metoden kunde det ta upp till 2 timmar att byta filter.

Hela filterbytet var ineffektivt och förde med sig risker för hälsan. Därför kom kunden till oss med följande krav:

Förbättra arbetsskyddet och säkerheten
Utveckla ett filtersystem med lång livslängd och kostnadseffektiv drift
De höga avfallskostnaderna för slutkunden bör försvinna
Ett filter som kan användas universellt till alla typer av pulvermaterial i den additiva tillverkningsmetoden

Med de här målen i åtanke utvecklades en kravspecifikation tillsammans med kunden. Ett test av den första prototypen av HYDAC filtret utfördes direkt på plats hos kunden, tillsammans med våra kunniga filterexperter så klart. Efter vissa justeringar tillät kunden serieproduktion.

FlushPACK – filterlösningen för lasersvetsrök från HYDAC

HYDAC åtog sig utmaningen att filtrera lasersvetsrök – resultat är det innovativa filtersystemet, FlushPACK.

Principen om passivering

Först filtreras partiklarna bort ur skyddsgasen i ett gasfilter (1). En tryckackumulator (3) som laddas av en kompressor (2) utför backspolningen i filtret vilket gör att nedsmutsningen trillar ner på botten av filtret. Där blandas det med en passiveringsvätska som töms ut i en separat behållare (4) där den lagras. Partiklarna binds ej. Som alternativ kan även ett HEPA-filter (5) monteras.

Resultatet

Eftersom smutsen passiveras direkt inne i filtret behövs det ingen personlig skyddsutrustning vid filterbytet. Samtidigt ökar arbetsskyddet och säkerheten med metoden. Tack vare en mycket lång livslängd på filtret kan filtersystemet drivas kostnadseffektivt. Det utbytbara systemet innebär att de höga avfallskostnaderna försvinner – använda filter kan lämnas tillbaka till HYDAC. Eftersom en passiveringsvätska används kan filtersystemet användas till alla typer av pulvermaterial. Pulvermaterialet kan även bytas utan att ändra filtret.

Kundcitat:

"Den långa livslängden på filtren och de enkla filterbytena och avfallet övertygade oss direkt. Vi ska nu modernisera en befintlig maskin med FlushPACK.”

Dina fördelar med FlushPACK filterlösning för lasersvetsrök

Förbättrat arbetsskydd och säkerhet tack vare patenterad passivering av den reaktiva nedsmutsningen, behovet av extra personlig skyddsutrustning (PPE) försvinner och förebyggandet av brandfara när filtren byts ut.

Enkel återanvändning av filter tack vare HYDACs återvinningskoncept.

Driftkostnadsminskning tack vare lång livslängd, snabbt och säkert filterbyte och bortfall av extra avfallskostnader.

Förbättrad kvalitet på komponenter tack vare stabila processparametrar (konstant låga temperaturer och hög renhet på gasen) och intelligenta reningscykler.