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Using inert atmospheric control (Fuse 1+ 30W)

Using inert atmospheric control (Fuse 1+ 30W)

注:

请查阅支持文档选择合适的粉末,确定所用粉末是否需要惰性气氛控制。

惰性气氛控制是通过用惰性气体替换密闭空间中空气的过程。在 SLS 3D 打印中,惰性气体通常是氮气。SLS 聚合物在高温下长时间保存时容易氧化。限制氧化可以改善打印部件的材料性能,并支持以较低的刷新率进行打印。

例如,在氮气中使用 Nylon 11 Powder 打印时,可以采用 30% 刷新率,所打印部件的延展性将优于在空气中以 50% 刷新率打印的部件。

Fuse 1+ 30W 配备了可以在局部正压条件下保持密封的成型室,以确保在惰性气氛中打印时,氧浓度较低。Fuse 1+ 30W 包括管道、传感器和控制器,可实现即插即用的惰性气氛控制过程。Fuse 1+ 30W 不具备制氮功能,因此如果要使用惰性气氛控制功能,则需要配备外部氮源。

氮源

氮气供应方式有多种,包括压缩气瓶、液氮杜瓦瓶或制氮机。

符合以下要求的氮源均适用于 Fuse 1+ 30W:

  • 浓度:99.5% 或更高
  • 流量:0.5SCFM 或更高
  • 压力范围:36-125psi
  • 机器入口处的气体温度:18°C 或更高

关于采购氮源的更多信息,请阅读支持文章经 Formlabs 认可的用品经销商 (SLS)。下表总结了各种方案之间的利弊权衡:

制氮机压缩气体钢瓶液氮杜瓦瓶微型散装/散装容器
示例图片Example of a nitrogen generatorExample of a compressed gas cylinderExample of a liquid nitrogen dewarExample of a bulk nitrogen tank
容量连续每个钢瓶大约可提供 8495L 氮气或支持 10 个小时的打印每个 230L 杜瓦瓶大约可提供 163105L 氮气或支持 6-7 天的打印(含损耗)取决于安装类型和容量
成本每台制氮机 4000-10000 美元每个钢瓶 80-120 美元每个杜瓦瓶 70-120 美元
场地要求
  • 使用经处理的空气(干燥和过滤)的空气压缩机
  • 气动管及配件
  • 可将钢瓶用链条固定以确保安全的墙壁空间
  • 气动管和配件
  • 更换钢瓶需要进入装卸口
  • 足够长的管道,以使氮气达到温度要求
  • 气动管和配件
  • 更换杜瓦瓶需要进入装卸口
专用安装:与供应商协商场地要求
其他注意事项
  • 维护成本低:无需更换钢瓶
  • 准备时间可能长于压缩或液氮方案
  • 需要 2-2.5SCFM 的压缩空气
  • 初始设置成本低,交付周期短
  • 钢瓶用完后必须更换
  • 为安全起见,建议使用氧气传感器
  • 初始设置成本低,交付周期短
  • 杜瓦瓶用完后必须更换
  • 为安全起见,建议使用流量计和氧气传感器
推荐供应商

Holtec Gas Systems(北美)
DWT(欧洲)
Flairmo

AirgasAirgasAirgas

制氮机

制氮机可将压缩空气源转换成高纯度的氮气流,并去除大部分氧气。由此产生的氮气流可以作为 Fuse 1+ 30W 的氮源。使用制氮机的一个主要优势在于无需更换或重新填充瓶装氮源。

空气压缩机可能需要较高的启动功率,因此应使用不同于打印机的独立电路,以防打印过程断电。

Formlabs 建议使用专用的空气压缩机或容量足够的空气压缩机,以免在打印过程中使用其他产品时出现压降。输入制氮机的压缩空气必须经过过滤,以去除水分、油和颗粒物。

关于推荐的制氮机和相关配件,请参见经 Formlabs 认可的用品经销商支持文档。所列配件均与 Holtec Gas Systems 推荐的 HSS-7 或 HSS-3 型制氮机兼容。配件包括:

  1. 空气快速断开软管接头(1 个):快速断开接头可简化设置。请注意,小型压缩机通常使用 ¼" 尺寸接头,但较高容量的压缩机可能使用较大的接头。检查压缩机以确保软管尺寸和接头尺寸兼容。
  2. 空气快速断开软管插座(2 个):快速断开插座可轻松将空气软管连接至空气压缩机和打印机。将软管插座连接至两个独立的空气软管螺纹端。
  3. EPDM 空气软管(2 个;如与外部压缩空气过滤器一起使用,则为 3 个):压缩空气软管用于连接空气压缩机和制氮机,并连接制氮机与打印机的氮气入口。如果使用外部压缩空气过滤器,则需要三根空气软管。
  4. 压缩空气过滤器(1 个,如果适用):输入制氮机的压缩空气必须经过过滤,以去除水分、油和颗粒物。如果空气压缩机预先配备了过滤器,则无需额外的外部过滤器。过滤器必须安装在制氮机之前的线路上。
  5. 螺纹密封胶带:使用螺纹密封胶带以确保所有螺纹连接的气密性。
  6. 制氮机:Formlabs 已经针对 Holtec Gas Systems 的 HSS-7 制氮机进行了测试。可以使用任何能够满足所需氮气输入要求的制氮机。如果使用其他制氮机,请确保接头与软管和适配器兼容(如果适用)。

下图所示为上述部件的组装方式,可保证成功向 Fuse 1+ 30W 提供氮气;首先是空气压缩机(未显示)。请注意,如果空气压缩机预先配备了过滤器,则无需准备虚线框内的物品。

通过制氮机为 Fuse 1+ 30W 供氮的配件

下图所示为 Fuse 1+ 30W 的氮气入口位置。请注意,已经安装了随附的快速断开软管接头。

Fuse 1+ 30W 上的氮气入口

氮气瓶、杜瓦瓶和氮气罐

还可以通过氮气容器(如压缩气体钢瓶、液氮杜瓦瓶或微型散装或散装容器)向 Fuse 1+ 30W 供氮。最佳选择取决于打印量、预算和设施。请使用 Airgas 开发的 Formlabs 气体计算器,获取有关最佳氮气选择的建议。

可将氮气瓶作为一种在惰性气氛环境中开始打印的低成本方法,以节省购置压缩机和制氮机的资金。散装产品也可以作为生产环境中大批量打印的一个经济性选择。

在使用压缩气体作为氮源时,请在压缩气体源的出口处安装一个稳压器,以便将氮气压力降低到 Fuse 1+ 30W 的输入范围。

在使用液氮源时,应在液氮源的出口处安装一个蒸发器,将其转化为气体以便输入至 Fuse 1+ 30W。

准备氮气系统(仅限 Fuse 1+ 30W)

Fuse 1+ 30W 可以选择使用氮气作为打印室的惰性气体环境。氮气惰性环境可以防止塑料粉末发生氧化。

Fuse 1+ 30W 提供两种气体环境控制模式:

  • 空气模式:打印箱体的气体环境为大气空气
  • 氮气模式:使用氮源吹扫打印箱体

Fuse 1+ 30W 在惰性气体环境下的打印准备:

  1. 将氮源连接到打印机后面的氮气接口。
  2. 确认 Fuse 1+ 30W 的氮气供应压力在 248-862kPa 范围内,且流量至少为 14L/min。
  3. 当使用瓶装氮气或液氮作为氮源时,请确保有足够的氮气来完成打印。在惰性气体环境下打印时,打印机每分钟大约需要 14L 的氮气。
  4. 点击左侧边栏的打印机图标,进入 Printer status(打印机状态)界面。将 Nitrogen System(氮气系统)切换为 ON(开启)
  5. 确认触摸屏显示 N2 Mode(N2 模式),并且 Inlet Pressure(进气压力)Valve Pressure(阀门压力)都处于规定范围内。

调节阀门压力:

  1. 点击左侧边栏的打印机图标,进入 Printer status(打印机状态)界面。
  2. Nitrogen System(氮气系统)下,点击 Valve Pressure(阀门压力)Nitrogen Setup(氮气设置)窗口随即打开。
  1. 提起打印机顶部的红外传感器检修盖板。氮气压力旋钮位于红外传感器左侧。
  2. 缓慢小心地调节氮气压力旋钮,直到屏幕上的指针位于高亮区域。
  3. 在每次调整间等待读数稳定。
Fuse 1+ 30W 氮气旋钮

注:

氮气压力旋钮非常灵敏。如果屏幕上的指针在压力读数之间跳动,则应进行较小的调整。

  1. 充分调整氮气压力后,点击 Done(完成)
  2. 关闭红外传感器检修盖板。

安全性

警告:

确保适当通风,以免出现与缺氧有关的健康和安全问题。

如果氮源发生故障或设置不当,氮气置换了打印机所在房间内的现有氧气,可能会造成严重的危险情况。为了确保氮气系统的设置和操作安全,应由贵公司的安全专员进行安全评估