航空航天业是金属增材制造技术的主要采用者，也是近年来技术发展的重要推动者。与此同时，航空航天行业也面临着与增材制造相关的某些挑战，包括手动后处理等瓶颈。幸运的是，随着自动化后处理解决方案的进步，例如德国除粉专家Solukon的高度自动化系统，航空航天制造商正在克服这些障碍并简化其增材制造操作。
Sòphia High Tech就是这种情况，这家总部位于意大利维苏威纳的航空航天公司专门从事 3D 打印和 CNC 加工金属部件的设计和生产。Sòphia High Tech 制造一系列高性能航空航天组件和零件，包括推进组件、卫星推进器、燃料箱以及导弹和发射器的主要和次要结构，同时充分利用金属增材制造的优势，如设计整合、复杂几何形状和轻量化。
在制造这些航空航天部件时，这些部件通常集成了内部冷却通道和其他复杂的几何形状，除粉等后处理步骤的有效性对于最终部件的成功至关重要。手动除粉过程（例如吸尘、锤击和吹压缩空气）既耗时又不能保证去除所有粉末，这可能导致打印失败和安全问题。因此，自动化和彻底的除粉解决方案已成为 Sòphia High Tech等航空航天公司的首要任务。
推力燃烧室除粉
为了说明集成自动除粉技术的影响，只需看看 Sòphia High Tech 使用 Solukon 的 SFM-AT350 除粉推力燃烧室的例子。该部件是用于液体火箭发动机的整体式再生冷却推力室组件，采用 Inconel 718 在 TRUMPF TruPrint 3000 LPBF 系统上进行 3D 打印。
通常，推力室组件由一系列不同的部件组成，包括喷射器、主燃烧室和喷嘴，它们使用螺栓或焊接组装而成。通过使用金属增材制造，Sòphia 工程师成功地将所有这些部件整合到一个设计中，从而简化了液体火箭发动机系统的生产流程。这种方法不仅简化了生产和组装过程，还使推力燃烧室更轻。
从后处理的角度来看，整合零件和集成内部通道以实现最佳冷却效果具有一定的挑战性。在本例中，推力燃烧室包括 500 毫米的内部通道，其矩形截面高度为 1 毫米，很难使用手动技术去除松散的粉末。
因此，Sòphia High Tech 选择使用 Solukon 的中型部件自动除粉解决方案SFM-AT350。除粉系统能够处理重达 100 公斤的部件，使用高度自动化和安全的流程系统地去除粉末。Solukon 描述了除粉过程的开始方式：“在通过 SLM 工艺进行 3D 打印后，Solukon 系统可有效去除粉末，同时将部件牢固地固定在构建板上。除粉过程在惰性环境中运行以确保安全：优化的腔室迅速充满保护气体，从而开始除粉过程。”
一旦建立了惰性环境，SFM-AT350 就会使用气动激励和受控运动（沿水平轴旋转 250 度并配备可旋转转盘）来移除和清除松散的粉末。Sòphia 的 Solukon 硬件还集成了高频敲击器（可选配件），可松动可能在狭窄通道中形成的任何粉末团块。
值得注意的是，运动顺序由 Solukon 开发的智能软件工具 SPR-Pathfinder 确定，工具可根据部件的 CAD 设计生成最佳运动模式。SPR-Pathfinder 甚至可以在部件设计过程的早期使用：用户可以上传 CAD 模型并模拟清洁操作，以确保粉末可以从几何形状中完全去除。因此，计算出的旋转和激励可以非常有效地从最复杂的几何形状中去除粉末，就像航空航天推力燃烧室的情况一样。
总体而言，SFM-AT350 能够在 40 分钟的周期内从已整合的航空航天部件上清除所有松散粉末（第二次清洁周期是为了验证目的而进行的），并且几乎无需操作员干预。除此之外，自动化、独立的流程通过最大限度地减少操作员接触有害金属粉末的机会，提高了工厂车间的安全性。事实上，从部件上清除的金属粉末也可以回收再利用。
Sòphia High Tech 首席操作员 Giovanni Caferra 博士说道：“自动化系统极大地改善了我们的工作流程。它高效、安全，而且结果始终一致，这是我们手动无法实现的。使用 SPR-Pathfinder，我们甚至不需要再对机器进行任何编程。这是一个非常顺畅的除粉工作流程，清洁质量可靠。”
最终，Solukon 的自动除粉解决方案确保推力室组件在进入 CNC 加工之前没有任何粉末残留，同时最大限度地减少了除粉时间和劳动力要求。
除了 SFM-AT350，Solukon还拥有越来越多的硬件解决方案，以满足 AM 用户的各种需求，其中包括大型SFM-AT1500-S，能够处理重达 2100 公斤的金属部件；以及 SFM-AT350-E，它使用超声波激励以高效的方式松动和去除金属 3D 打印几何形状中的粉末，特别适用于具有精细特征和内部通道的几何形状。
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