알루미늄 분말 베드 융합 방식의 3D 프린터가 산업 현장에서 생산 사이클 중 폭발했습니다. 부유 입자의 발화로 인한 폭발로 인해 제조 챔버가 파괴되고 불활성화 시스템이 손상되었습니다. 법의공학 엔지니어들은 잔해물의 사진측량법을 사용하여 고장 역학을 재구성하고 아르곤 가스 흐름이 충분하지 않았는지 확인했습니다.
분산 패턴의 사진측량법 및 CFD 시뮬레이션 🔥
팀은 RealityCapture를 사용하여 폭발 수 밀리초 전에 프린터 내부 카메라의 프레임으로부터 포인트 클라우드를 생성했습니다. 이 3D 모델을 통해 알루미늄 입자의 궤적을 매핑하고 챔버 부피 내 농도를 계산할 수 있었습니다. Autodesk CFD를 사용하여 다양한 유량 조건에서 불활성 가스의 거동을 시뮬레이션했습니다. 결과는 아르곤이 산소를 대체하지 못하여 반응성 대기를 생성하는 정체 구역을 나타냈습니다. SolidWorks는 챔버의 정확한 형상을 모델링하고 가스 유입 지점을 확인하는 데 사용되었으며, 디퓨저 설계 결함을 드러냈습니다.
적층 제조 안전을 위한 교훈 ⚠️
알루미늄 분말은 공기 중에 40g/m3 이상의 농도로 부유하고 정전기 스파크와 같은 점화원과 접촉할 때 매우 폭발적입니다. 사진측량법과 전산유체역학의 결합은 불활성화 시스템의 고장을 식별하는 데 결정적인 역할을 했습니다. 이 사례는 반응성 금속 분말로 작업하기 전에 CFD 시뮬레이션을 통해 인쇄 챔버 설계를 검증하여 향후 산업 재해를 방지해야 할 필요성을 강조합니다.
알루미늄 분말 구름의 어떤 중요한 매개변수(농도, 입자 크기, 체류 시간 등)가 인쇄 챔버의 압력 및 온도 센서를 통해 감지되어 폭발이 발생하기 전에 예측할 수 있었을까요?
(추신: 재해 시뮬레이션은 컴퓨터가 다운되고 당신이 재해가 되기 전까지는 재미있습니다.)