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“全能”过滤系统助力增材制造生产
材料来源:optics.org           录入时间:2021/10/13 23:08:00

金属激光或等离子体处理等都会对人体和环境带来潜在危险。研究人员设计出一种“全能”过滤系统,或将使我们拥抱更安全的增材制造过程、助力更“洁净、安全”的生产。

研究初衷

金属激光或等离子体处理会带来多种多样的潜在危险和有毒污染物,不仅是对于操作者本身而言,对于其所处的环境而言亦是如此。如何才是拥抱更安全的激光加工操作一直是所有科研人员和从业人员孜孜以求探索的重要命题,如今,我们求解有望!

弗劳恩霍夫IWS公司的研究人员使用多重吸附系统来研究气体的竞争吸附行为,以找到合适的过滤物质。来源:Jürgen Jeibmann/Fraunhofer IWS

用激光或等离子体处理金属时,会释放出微粒和有害气体以及物质。金属加工公司在工作场所通常使用抽气和通风系统清除这些物质。如果做不到这一点,员工应佩戴防护口罩。弗劳恩霍夫IWS公司气体和颗粒过滤的经理Jens Friedrich说:“随着生产变得越来越自动化,人们对排放保护的关注越来越少,因为人们在工厂里的时间相对缩短。但是员工仍不可避免必须进入工厂进行维护、维修、监控产品质量等。在这种情况下,员工并不清楚他们所处的空气到底有多‘脏’。而这正是我们研究此系统的初衷所在。”

他补充道:“在电池的生产和回收过程中,人们越来越需要能够从空气中去除各种物质的过滤系统。因为电池使用镍、锰和钴等金属,即使在极低的剂量下,这些金属也会形成对健康有害的化合物。” 

弗劳恩霍夫材料和光束技术研究所(IWS)与合作伙伴一起开发了一种过滤系统,可有效去除空气中的这些有害物质。过滤器具有“普适性”——可以适应不同情况下释放的各种材料和物质。未来,该技术将用于增材制造等其他应用。

无所不能

作为公共资助项目的一部分,弗劳恩霍夫IWS公司与其他多家公司一起开发了一个过滤系统,该系统可以清洁生产车间的空气,同时有效地结合多种污染物。

我们现在普遍采用的是活性炭过滤系统,可以消除挥发性有机化合物。然而,像甲醛、氮氧化物和硫化合物等物质也经常在金属加工公司和车间里出现。激光焊接还会释放金属或焊接材料的微粒。到目前为止,还没有一种系统能够同时、高效地去除空气中的所有物质。

作为MultiFUN项目的一部分,该团队首次开发了这种灵活、高效、全面的过滤系统。它由一些可调节模块组成。每个过滤层都包含一个专门设计用于从环境空气中去除特定物质的过滤介质。除了活性炭,过滤系统还使用沸石和多孔聚合物,比如所谓的金属-有机框架(MOF)。

多种过滤物质

ULT公司宣传页

为了找到合适的过滤物质,IWS研究所的研究人员首先在实验室测试了一系列物质,看看它们对各种空气污染物的吸附效果如何。然后,最佳过滤介质被集成到过滤器系统原型中(该原型德国ULT公司制造)。

最佳吸附剂被集成到过滤系统中。

与传统过滤系统相比,该系统的一个显著特点是其传感器监控——可以自动检测过滤介质何时处于“饱和”状态、以便及时更换。不同过滤等级和污染物等级,由彩色发光二极管分别显示。这意味着只需要更换“饱和”的过滤器级别。

IWS公司目前正与多家公司合作开发一种新系统,专门用于过滤增材制造过程中释放的污染物和物质。

(文章转载自网络,如有侵权,请联系删除)


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