Mes naudojame slapukus, kad pagerintume jūsų patirtį.Toliau naršydami šioje svetainėje sutinkate su mūsų slapukų naudojimu.Papildoma informacija.
Priedo gamyba (AM) apima trimačių objektų kūrimą, po vieną itin ploną sluoksnį, todėl tai yra brangesnė nei tradicinis apdirbimas.Tačiau tik nedidelė dalis surinkimo proceso metu nusėdusių miltelių yra įlituojama į komponentą.Tada likusi dalis netirpsta, todėl gali būti naudojama pakartotinai.Priešingai, jei objektas sukurtas klasikiniu būdu, dažniausiai reikia pašalinti medžiagą frezuojant ir apdirbant.
Miltelių charakteristikos lemia mašinos parametrus ir pirmiausia turi būti atsižvelgta.AM kaina būtų neekonomiška, nes neištirpę milteliai yra užteršti ir netinkami perdirbti.Miltelių pažeidimas sukelia du reiškinius: cheminis produkto modifikavimas ir mechaninių savybių, tokių kaip morfologija ir dalelių pasiskirstymas, pokyčiai.
Pirmuoju atveju pagrindinė užduotis yra sukurti tvirtas struktūras, turinčias grynų lydinių, todėl turime vengti miltelių užteršimo, pavyzdžiui, oksidais ar nitridais.Pastaruoju atveju šie parametrai yra susiję su sklandumu ir sklaidumu.Todėl bet koks miltelių savybių pasikeitimas gali lemti netolygų produkto pasiskirstymą.
Naujausių publikacijų duomenys rodo, kad klasikiniai debitmačiai negali pateikti tinkamos informacijos apie miltelių takumą gaminant miltelių sluoksnio priedus.Kalbant apie žaliavų (arba miltelių) apibūdinimą, rinkoje yra keletas tinkamų matavimo metodų, kurie gali patenkinti šį reikalavimą.Įtempių būsena ir miltelių srauto laukas turi būti vienodi matavimo kameroje ir procese.Gniuždymo apkrovų buvimas nesuderinamas su laisvu paviršiaus srautu, naudojamu AM įrenginiuose šlyties elementų testeriuose ir klasikiniuose reometruose.
GranuTools sukūrė priedų gamybos miltelių apibūdinimo darbo eigą.Mūsų pagrindinis tikslas buvo turėti vieną įrankį kiekvienoje geometrijoje, kad būtų galima tiksliai modeliuoti procesą, ir ši darbo eiga buvo naudojama norint suprasti ir sekti miltelių kokybės raidą per kelis spausdinimo veiksmus.Parinkti keli standartiniai aliuminio lydiniai (AlSi10Mg) įvairiai trukmei esant skirtingoms šiluminėms apkrovoms (nuo 100 iki 200 °C).
Terminis skilimas gali būti kontroliuojamas analizuojant miltelių gebėjimą kaupti krūvį.Milteliai buvo analizuojami dėl takumo (GranuDrum instrumentas), pakavimo kinetikos (GranuPack prietaisas) ir elektrostatinės elgsenos (GranuCharge instrumentas).Galimi šių miltelių masės sanglaudos ir sandarinimo kinetikos matavimai.
Lengvai besiskleidžiantys milteliai turės mažą sanglaudos indeksą, o greito užpildymo dinamikos milteliai gamins mažiau poringas mechanines dalis, palyginti su sunkiau užpildomomis medžiagomis.
Buvo atrinkti trys kelis mėnesius mūsų laboratorijoje saugomi aliuminio lydinio milteliai (AlSi10Mg) su skirtingu dalelių dydžio pasiskirstymu ir vienas 316L nerūdijančio plieno mėginys, čia vadinamas A, B ir C pavyzdžiais.Mėginių charakteristikos gali skirtis nuo kitų.gamintojų.Mėginio dalelių dydžio pasiskirstymas buvo išmatuotas lazerinės difrakcijos analize/ISO 13320.
Kadangi jie valdo mašinos parametrus, pirmiausia reikia atsižvelgti į miltelių savybes, o jei neišlydytus miltelius laikysime užterštais ir netinkamais perdirbti, priedų gamybos kaštai nebus tokie ekonomiški, kaip norėtume.Todėl bus tiriami trys parametrai: miltelių srautas, pakavimo kinetika ir elektrostatika.
Tepimas yra susijęs su miltelinio sluoksnio vienodumu ir „lygumu“ po pakartotinio dengimo.Tai labai svarbu, nes ant lygaus paviršiaus lengviau spausdinti ir juos galima apžiūrėti GranuDrum įrankiu su sukibimo indekso matavimu.
Kadangi poros yra silpnos medžiagos vietos, jos gali įtrūkti.Pakavimo dinamika yra antras kritinis parametras, nes greito pakavimo milteliai turi mažą poringumą.Šis elgesys buvo išmatuotas naudojant GranuPack, kurio vertė yra n1/2.
Elektrinio krūvio buvimas milteliuose sukuria sanglaudos jėgas, dėl kurių susidaro aglomeratai.GranuCharge matuoja miltelių gebėjimą generuoti elektrostatinį krūvį susilietus su pasirinkta medžiaga srauto metu.
Apdorojimo metu GranuCharge gali numatyti srauto pablogėjimą, pvz., sluoksnio susidarymą AM.Taigi gauti matavimai yra labai jautrūs grūdų paviršiaus būklei (oksidacijai, užterštumui ir šiurkštumui).Tada galima tiksliai įvertinti atgautų miltelių senėjimą (±0,5 nC).
GranuDrum yra pagrįstas besisukančio būgno principu ir yra užprogramuotas metodas miltelių takumui matuoti.Horizontaliame cilindre su skaidriomis šoninėmis sienelėmis yra pusė miltelių mėginio.Būgnas sukasi aplink savo ašį kampiniu greičiu nuo 2 iki 60 aps./min., o CCD kamera fotografuoja (nuo 30 iki 100 vaizdų 1 sekundės intervalais).Oro/miltelių sąsaja identifikuojama kiekviename vaizde naudojant krašto aptikimo algoritmą.
Apskaičiuokite vidutinę sąsajos padėtį ir svyravimus aplink šią vidutinę padėtį.Kiekvienam sukimosi greičiui srauto kampas (arba „dinaminis ramybės kampas“) αf apskaičiuojamas pagal vidutinę sąsajos padėtį, o dinaminis sukibimo indeksas σf, kuris nurodo dalelių ryšį, analizuojamas pagal sąsajos svyravimus.
Srauto kampą įtakoja daugybė parametrų: trintis tarp dalelių, forma ir sanglauda (van der Waals, elektrostatinės ir kapiliarinės jėgos).Dėl vientisų miltelių tekėjimas nutrūksta, o nerišlūs – reguliarus.Mažesnės srauto kampo αf reikšmės atitinka geras srauto savybes.Dinaminis sukibimo indeksas, artimas nuliui, atitinka nerišlius miltelius, todėl, didėjant miltelių sukibimui, atitinkamai didėja ir sukibimo indeksas.
GranuDrum leidžia išmatuoti pirmosios lavinos kampą ir miltelių aeraciją tekėjimo metu, taip pat išmatuoti sukibimo indeksą σf ir srauto kampą αf priklausomai nuo sukimosi greičio.
GranuPack tūrio tankio, sriegimo tankio ir Hausnerio santykio matavimai (taip pat vadinami „liečiamaisiais bandymais“) yra labai populiarūs apibūdinti miltelius dėl matavimo paprastumo ir greičio.Miltelių tankis ir galimybė padidinti jų tankį yra svarbūs parametrai sandėliuojant, transportuojant, aglomeruojant ir kt. Rekomenduojama procedūra aprašyta Farmakopėjoje.
Šis paprastas testas turi tris pagrindinius trūkumus.Matavimai priklauso nuo operatoriaus, o užpildymo būdas turi įtakos pradiniam miltelių kiekiui.Vizualūs tūrio matavimai gali sukelti rimtų rezultatų klaidų.Dėl eksperimento paprastumo mes nepaisėme sutankinimo dinamikos tarp pradinių ir galutinių matmenų.
Miltelių, tiekiamų į nuolatinį išleidimo angą, elgsena buvo analizuojama naudojant automatinę įrangą.Po n paspaudimų tiksliai išmatuokite Hausnerio koeficientą Hr, pradinį tankį ρ(0) ir galutinį tankį ρ(n).
Čiaupų skaičius paprastai fiksuojamas ties n=500.GranuPack yra automatizuotas ir pažangus bakstelėjimo tankio matavimas, pagrįstas naujausiais dinaminiais tyrimais.
Galima naudoti ir kitus indeksus, tačiau jie čia nėra išvardyti.Milteliai dedami į metalinius vamzdelius ir atlieka griežtą automatinio inicijavimo procesą.Dinaminio parametro n1/2 ir didžiausio tankio ρ(∞) ekstrapoliacija paimama iš tankinimo kreivės.
Lengvas tuščiaviduris cilindras yra ant miltelių sluoksnio, kad miltelių ir oro sąsaja būtų lygiai tankinant.Vamzdis, kuriame yra miltelių mėginys, pakyla iki fiksuoto aukščio ∆Z, o tada laisvai krenta į aukštį, paprastai fiksuotą ties ∆Z = 1 mm arba ∆Z = 3 mm, matuojant automatiškai po kiekvieno smūgio.Pagal aukštį galite apskaičiuoti krūvos tūrį V.
Tankis yra miltelių sluoksnio masės m ir tūrio V santykis.Miltelių masė m žinoma, tankis ρ taikomas po kiekvieno išleidimo.
Hausnerio koeficientas Hr yra susijęs su tankinimo greičiu ir analizuojamas pagal lygtį Hr = ρ(500) / ρ(0), kur ρ(0) yra pradinis tūrinis tankis, o ρ(500) yra apskaičiuotas tankis po 500 čiaupai.Rezultatai atkuriami naudojant nedidelį kiekį miltelių (dažniausiai 35 ml), naudojant GranuPack metodą.
Miltelių savybės ir medžiagos, iš kurios pagamintas prietaisas, pobūdis yra pagrindiniai parametrai.Srauto metu miltelių viduje susidaro elektrostatiniai krūviai, kuriuos sukelia triboelektrinis efektas, krūvių pasikeitimas susilietus dviem kietoms medžiagoms.
Milteliams tekant prietaiso viduje, dalelių sąlytyje ir dalelės bei prietaiso kontakte atsiranda triboelektrinis poveikis.
Susilietus su pasirinkta medžiaga, GranuCharge automatiškai matuoja elektrostatinio krūvio kiekį, susidarantį miltelių viduje srauto metu.Miltelių mėginys teka vibruojančiu V formos vamzdeliu ir patenka į Faradėjaus puodelį, prijungtą prie elektrometro, kuris matuoja įkrovą, kurią milteliai įgyja judėdami V formos vamzdeliu.Kad rezultatai būtų atkuriami, V formos vamzdelį dažnai maitinkite sukančiu arba vibruojančiu įtaisu.
Dėl triboelektrinio efekto vienas objektas savo paviršiuje įgyja elektronų ir taip yra įkraunamas neigiamai, o kitas objektas praranda elektronus ir todėl yra teigiamai įkraunamas.Kai kurios medžiagos elektronus įgyja lengviau nei kitos, o kitos medžiagos lengviau praranda elektronus.
Kuri medžiaga tampa neigiama, o kuri – teigiama, priklauso nuo santykinės dalyvaujančių medžiagų polinkio įgyti arba prarasti elektronus.Norint parodyti šias tendencijas, buvo sukurta 1 lentelėje parodyta triboelektrinė serija.Medžiagos, kurios linkusios būti teigiamai įkrautos, ir kitos, kurios linkusios būti neigiamai įkrautos, yra išvardytos, o medžiagos, kurios neturi elgesio tendencijų, pateiktos lentelės viduryje.
Kita vertus, šioje lentelėje pateikiama tik informacija apie medžiagos įkrovos elgsenos tendencijas, todėl „GranuCharge“ buvo sukurta siekiant pateikti tikslias miltelių įkrovos elgsenos vertes.
Buvo atlikti keli eksperimentai terminio skilimo analizei.Mėginiai buvo palikti 200 °C temperatūroje nuo vienos iki dviejų valandų.Tada milteliai nedelsiant analizuojami naudojant GranuDrum (terminis pavadinimas).Tada milteliai dedami į talpyklą, kol pasiekia aplinkos temperatūrą, tada analizuojami naudojant GranuDrum, GranuPack ir GranuCharge (ty „šaltai“).
Neapdoroti mėginiai buvo analizuojami naudojant „GranuPack“, „GranuDrum“ ir „GranuCharge“ esant tokiai pačiai drėgmei / kambario temperatūrai, ty santykinei oro drėgmei 35,0 ± 1,5 % ir 21,0 ± 1,0 °C temperatūrai.
Sanglaudos indeksas apskaičiuoja miltelių takumą ir koreliuoja su sąsajos padėties pokyčiais (milteliai/oras), kurie atspindi tik tris kontaktines jėgas (van der Waals, kapiliarinę ir elektrostatinę).Prieš eksperimentą užrašykite santykinę oro drėgmę (RH, %) ir temperatūrą (°C).Tada supilkite miltelius į būgno talpą ir pradėkite eksperimentą.
Atsižvelgdami į tiksotropinius parametrus padarėme išvadą, kad šie produktai nebuvo jautrūs sukepimui.Įdomu tai, kad šiluminis įtempis pakeitė A ir B mėginių miltelių reologinį elgesį nuo šlyties sustorėjimo iki šlyties retinimo.Kita vertus, C ir SS 316L mėginiai nebuvo paveikti temperatūros ir parodė tik šlyties sustorėjimą.Visi milteliai pasižymėjo geresniu tepamumu (ty mažesniu sanglaudos indeksu) po kaitinimo ir aušinimo.
Temperatūros efektas taip pat priklauso nuo dalelių specifinio paviršiaus ploto.Kuo didesnis medžiagos šilumos laidumas, tuo didesnis poveikis temperatūrai (ty ???225°?=250?.?-1.?-1) ir?316?225°?=19?.?-1.?-1), kuo mažesnės dalelės, tuo svarbesnis temperatūros poveikis.Darbas aukštesnėje temperatūroje yra geras pasirinkimas aliuminio lydinio milteliams dėl didesnio jų tepimo, o atšaldyti mėginiai pasiekia dar geresnį takumą, lyginant su nesugadintais milteliais.
Kiekvienam GranuPack eksperimentui prieš kiekvieną eksperimentą buvo užregistruotas miltelių svoris, o mėginys buvo paveiktas 500 smūgių, kurių smūgio dažnis buvo 1 Hz, o matavimo elementas laisvai krito 1 mm (smūgio energija ∝).Mėginiai išduodami į matavimo ląsteles pagal programinės įrangos instrukcijas, nepriklausančias nuo vartotojo.Tada matavimai buvo pakartoti du kartus, siekiant įvertinti atkuriamumą ir ištirti vidutinį bei standartinį nuokrypį.
Užbaigus GranuPack analizę, užregistruotas pradinis pakavimo tankis (ρ(0)), galutinis pakavimo tankis (keletu paspaudimų n = 500, ty ρ(500)), Hausnerio santykis/Carr indeksas (Hr/Cr) ir du parametrai (n1/2 ir τ), susiję su tankinimo dinamika.Taip pat parodytas optimalus tankis ρ(∞) (žr. 1 priedą).Žemiau esančioje lentelėje pertvarkyti eksperimentiniai duomenys.
6 ir 7 paveiksluose pavaizduotos bendros tankinimo kreivės (tūrinis tankis ir smūgių skaičius) ir n1/2/Hausnerio parametrų santykis.Klaidų juostos, apskaičiuotos naudojant vidurkius, rodomos kiekvienoje kreivėje, o standartiniai nuokrypiai buvo apskaičiuoti pagal pakartojamumo testus.
316 l nerūdijančio plieno gaminys buvo sunkiausias produktas (ρ(0) = 4,554 g/mL).Kalbant apie bakstelėjimo tankį, SS 316L vis dar yra sunkiausi milteliai (ρ(n) = 5,044 g/mL), po to seka A mėginys (ρ(n) = 1,668 g/mL), po to seka B mėginys (ρ (n)). = 1,668 g/ml) (n) = 1,645 g/ml).C mėginys buvo mažiausias (ρ(n) = 1,581 g/ml).Pagal pradinių miltelių tūrinį tankį matome, kad A mėginys yra lengviausias, o atsižvelgiant į paklaidą (1,380 g / ml), mėginiai B ir C yra maždaug vienodi.
Kaitinant miltelius, jų Hausnerio santykis sumažėja, o tai pasitaiko tik B, C ir SS 316L mėginiams.A pavyzdyje to negalima padaryti dėl klaidų juostų dydžio.n1/2 parametrų tendencijas nustatyti sunkiau.Mėginiams A ir SS 316L n1/2 reikšmė sumažėjo po 2 h esant 200°C, o milteliams B ir C padidėjo po terminės apkrovos.
Kiekvienam GranuCharge eksperimentui buvo naudojamas vibruojantis tiektuvas (žr. 8 pav.).Naudokite 316 l nerūdijančio plieno vamzdį.Norint įvertinti atkuriamumą, matavimai buvo kartojami 3 kartus.Kiekvienam matavimui naudoto produkto svoris buvo maždaug 40 ml, o po matavimo milteliai nebuvo atgauti.
Prieš eksperimentą užregistruojama miltelių masė (mp, g), santykinė oro drėgmė (RH, %) ir temperatūra (°C).Bandymo pradžioje išmatuokite pirminių miltelių krūvio tankį (q0 µC/kg), įdėdami miltelius į Faradėjaus puodelį.Galiausiai užrašykite miltelių masę ir apskaičiuokite galutinį krūvio tankį (qf, µC/kg) ir Δq (Δq = qf – q0) eksperimento pabaigoje.
Neapdoroti GranuCharge duomenys pateikti 2 lentelėje ir 9 paveiksle (σ yra standartinis nuokrypis, apskaičiuotas pagal atkuriamumo testo rezultatus), o rezultatai pateikiami kaip histogramos (rodomi tik q0 ir Δq).SS 316L turėjo mažiausią pradinę kainą;taip gali būti dėl to, kad šis produktas turi didžiausią PSD.Dėl pradinio aliuminio lydinio miltelių įkrovos kiekio negalima daryti išvadų dėl klaidų dydžio.
Po kontakto su 316L nerūdijančio plieno vamzdžiu, A mėginys įgavo mažiausiai krūvio, palyginti su milteliais B ir C, o tai išryškina panašią tendenciją, kai SS 316L miltelius įtrynus SS 316L, randamas įkrovos tankis, artimas 0 (žr. triboelektrinį). serija).Produktas B vis dar yra labiau įkrautas nei A. C pavyzdyje tendencija tęsiasi (teigiamas pradinis įkrovimas ir galutinis įkrovimas po nuotėkio), tačiau įkrovimų skaičius didėja po terminio degradacijos.
Po 2 valandų terminio streso 200 °C temperatūroje miltelių elgsena tampa įspūdinga.A ir B pavyzdžiuose pradinis krūvis mažėja, o galutinis krūvis keičiasi iš neigiamo į teigiamą.SS 316L milteliai turėjo didžiausią pradinį krūvį ir jo krūvio tankio pokytis tapo teigiamas, bet išliko mažas (ty 0,033 nC/g).
Ištyrėme terminio skilimo poveikį aliuminio lydinio (AlSi10Mg) ir 316L nerūdijančio plieno miltelių kombinuotam elgesiui, analizuodami originalius miltelius aplinkos ore po 2 valandų 200°C temperatūroje.
Miltelių naudojimas aukštoje temperatūroje gali pagerinti produkto tepamumą, ir atrodo, kad šis poveikis yra svarbesnis milteliams, kurių specifinis paviršiaus plotas ir aukšto šilumos laidumo medžiagoms.„GranuDrum“ buvo naudojamas srautui įvertinti, „GranuPack“ buvo naudojamas dinaminei užpildymo analizei, o „GranuCharge“ buvo naudojamas miltelių, besiliečiančių su 316 l nerūdijančio plieno vamzdeliais, triboelektrumui analizuoti.
Šie rezultatai buvo nustatyti naudojant GranuPack, kuris parodo Hausnerio koeficiento pagerėjimą kiekvienam milteliui (išskyrus A mėginį dėl dydžio klaidos) po terminio įtempio proceso.Žvelgiant į pakavimo parametrus (n1/2), nebuvo aiškių tendencijų, nes kai kurie produktai padidino pakavimo greitį, o kiti turėjo kontrastingą poveikį (pvz., B ir C pavyzdžiai).
Paskelbimo laikas: 2023-01-10