Ons gebruik koekies om jou ervaring te verbeter.Deur voort te gaan om deur hierdie webwerf te blaai, stem jy in tot ons gebruik van koekies.Bykomende inligting.
Additiewe vervaardiging (AM) behels die skep van 3D-voorwerpe, een ultra-dun laag op 'n slag, wat dit duurder maak as tradisionele verwerking.Slegs 'n klein gedeelte van die poeier word egter tydens die monteerproses aan die komponent vasgesweis.Die res versmelt nie, dus kan hulle hergebruik word.Daarteenoor, as die voorwerp op die klassieke manier geskep word, verg dit gewoonlik maal en bewerking om materiaal te verwyder.
Die eienskappe van die poeier bepaal die parameters van die masjien en moet in die eerste plek in ag geneem word.Die koste van AM sal nie ekonomies wees nie, aangesien die ongesmelte poeier besmet is en nie herwinbaar is nie.Poederdegradasie lei tot twee verskynsels: chemiese modifikasie van die produk en veranderinge in meganiese eienskappe soos morfologie en deeltjiegrootteverspreiding.
In die eerste geval is die hooftaak om soliede strukture te skep wat suiwer legerings bevat, so ons moet besoedeling van die poeier vermy, byvoorbeeld met oksiede of nitriede.In laasgenoemde verskynsel word hierdie parameters geassosieer met vloeibaarheid en smeerbaarheid.Daarom kan enige verandering in die eienskappe van die poeier lei tot 'n nie-eenvormige verspreiding van die produk.
Data uit onlangse publikasies dui aan dat klassieke vloeimeters nie voldoende inligting kan verskaf oor die verspreiding van poeier in AM gebaseer op die poeierbed nie.Wat die karakterisering van die grondstof (of poeier) betref, is daar verskeie relevante meetmetodes op die mark wat aan hierdie vereiste kan voldoen.Die spanningstoestand en die poeiervloeiveld moet dieselfde wees in die meetopstelling en in die proses.Die teenwoordigheid van drukladings is onversoenbaar met die vrye oppervlakvloei wat in IM-toestelle in skuiftoetsers en klassieke reometers gebruik word.
GranuTools het 'n werkvloei ontwikkel om AM-poeier te karakteriseer.Ons hoofdoel is om elke meetkunde toe te rus met 'n akkurate prosessimulasie-instrument, en hierdie werkvloei word gebruik om die evolusie van poeierkwaliteit in verskeie drukprosesse te verstaan ​​en na te spoor.Verskeie standaard aluminiumlegerings (AlSi10Mg) is gekies vir verskillende duurs by verskillende termiese ladings (van 100 tot 200 °C).
Termiese agteruitgang kan beheer word deur die vermoë van die poeier om 'n elektriese lading te versamel, te ontleed.Die poeiers is ontleed vir vloeibaarheid (GranuDrum-instrument), pakkinetika (GranuPack-instrument) en elektrostatiese gedrag (GranuCharge-instrument).Kohesie- en pakkinetikametings is geskik om poeierkwaliteit op te spoor.
Poeders wat maklik toegedien kan word, sal lae kohesie-indekse toon, terwyl poeiers met vinnige vullingdinamika meganiese dele met laer porositeit sal produseer in vergelyking met moeiliker vulbare produkte.
Na etlike maande se berging in ons laboratorium, is drie aluminiumlegeringspoeiers met verskillende deeltjiegrootteverspreidings (AlSi10Mg) en een 316L vlekvrye staalmonster gekies, hier na verwys as monsters A, B en C. Die eienskappe van die monsters kan verskil van ander vervaardigers.Monsterdeeltjiegrootteverspreiding is gemeet deur laserdiffraksie-analise/ISO 13320.
Omdat hulle die parameters van die masjien beheer, moet die eienskappe van die poeier eers in ag geneem word, en as ongesmelte poeiers as besmet en onherwinbaar beskou word, is toevoegingsvervaardiging nie so ekonomies as wat mens sou hoop nie.Daarom sal drie parameters ondersoek word: poeiervloei, pakkingsdinamika en elektrostatika.
Smeerbaarheid hou verband met die eenvormigheid en "gladheid" van die poeierlaag na die herverf.Dit is baie belangrik aangesien gladde oppervlaktes makliker is om te druk en met die GranuDrum-gereedskap met adhesie-indeksmeting ondersoek kan word.
Omdat porieë swak punte in 'n materiaal is, kan dit tot krake lei.Vuldinamika is die tweede sleutelparameter aangesien vinnige vulling van poeiers lae porositeit bied.Hierdie gedrag word gemeet met GranuPack met 'n waarde van n1/2.
Die teenwoordigheid van elektriese ladings in die poeier skep samehangende kragte wat lei tot die vorming van agglomerate.GranuCharge meet die vermoë van poeiers om 'n elektrostatiese lading te genereer wanneer dit tydens vloei met geselekteerde materiale in aanraking kom.
Tydens verwerking kan GranuCharge die agteruitgang van vloei voorspel, byvoorbeeld wanneer 'n laag in AM gevorm word.Die metings wat verkry is, is dus baie sensitief vir die toestand van die korreloppervlak (oksidasie, kontaminasie en grofheid).Die veroudering van die herwonne poeier kan dan akkuraat gekwantifiseer word (±0.5 nC).
Die GranuDrum is 'n geprogrammeerde poeiervloeimetingsmetode gebaseer op die roterende drombeginsel.Die helfte van die poeiermonster is in 'n horisontale silinder met deursigtige sywande vervat.Die drom draai om sy as teen 'n hoekspoed van 2 tot 60 rpm, en die CCD-kamera neem foto's (van 30 tot 100 beelde met 1 sekonde-intervalle).Die lug/poeier-koppelvlak word op elke beeld geïdentifiseer deur 'n randopsporingsalgoritme te gebruik.
Bereken die gemiddelde posisie van die koppelvlak en die ossillasies rondom hierdie gemiddelde posisie.Vir elke rotasiespoed word die vloeihoek (of "dinamiese rushoek") αf bereken vanaf die gemiddelde koppelvlakposisie, en die dinamiese kohesiefaktor σf wat met interkorrelbinding geassosieer word, word uit koppelvlakskommelings ontleed.
Die vloeihoek word deur 'n aantal parameters beïnvloed: wrywing, vorm en kohesie tussen deeltjies (van der Waals, elektrostatiese en kapillêre kragte).Samehangende poeiers lei tot intermitterende vloei, terwyl nie-viskose poeiers gereelde vloei tot gevolg het.Lae waardes van die vloeihoek αf stem ooreen met goeie vloei.'n Dinamiese adhesie-indeks naby aan nul stem ooreen met 'n nie-kohesiewe poeier, so soos die adhesie van die poeier toeneem, verhoog die adhesie-indeks dienooreenkomstig.
GranuDrum laat jou toe om die eerste hoek van die stortvloed en die beluchting van die poeier tydens die vloei te meet, asook om die adhesie-indeks σf en die vloeihoek αf te meet, afhangende van die rotasiespoed.
Die GranuPack se grootmaatdigtheid, tikdigtheid en Hausner verhouding metings (ook bekend as “tap toetse”) is ideaal vir poeier karakterisering vanweë hul gemak en spoed van meting.Die digtheid van die poeier en die vermoë om die digtheid daarvan te verhoog is belangrike parameters tydens berging, vervoer, agglomerasie, ens. Aanbevole prosedures word in die Farmakopee uiteengesit.
Hierdie eenvoudige toets het drie groot nadele.Die meting hang af van die operateur, en die metode van vul beïnvloed die aanvanklike volume van die poeier.Die meting van totale volume kan lei tot ernstige foute in die resultate.Weens die eenvoud van die eksperiment het ons nie die verdigtingsdinamika tussen die aanvanklike en finale metings in ag geneem nie.
Die gedrag van die poeier wat in die deurlopende uitlaat gevoer is, is met behulp van outomatiese toerusting ontleed.Meet die Hausner-koëffisiënt Hr, aanvanklike digtheid ρ(0) en finale digtheid ρ(n) akkuraat na n klikke.
Die aantal krane word gewoonlik op n=500 vasgestel.Die GranuPack is 'n outomatiese en gevorderde tapdigtheidmeting gebaseer op onlangse dinamiese navorsing.
Ander indekse kan gebruik word, maar hulle word nie hier verskaf nie.Die poeier word in 'n metaalbuis geplaas deur 'n streng outomatiese inisialiseringsproses.Die ekstrapolasie van die dinamiese parameter n1/2 en die maksimum digtheid ρ(∞) is van die verdigtingskurwe verwyder.
'n Liggewig hol silinder sit bo-op die poeierbed om die poeier/lug-koppelvlak vlak te hou tydens verdigting.Die buis wat die poeiermonster bevat styg tot 'n vaste hoogte ΔZ en val vrylik op 'n hoogte wat gewoonlik vasgestel is op ΔZ = 1 mm of ΔZ = 3 mm, wat outomaties gemeet word na elke aanraking.Bereken die volume V van die stapel vanaf die hoogte.
Digtheid is die verhouding van die massa m tot die volume van die poeierlaag V. Die massa van die poeier m is bekend, die digtheid ρ word na elke impak toegedien.
Die Hausner-koëffisiënt Hr hou verband met die verdigtingsfaktor en word ontleed deur die vergelyking Hr = ρ(500) / ρ(0), waar ρ(0) die aanvanklike massadigtheid is en ρ(500) die berekende vloei na 500 siklusse.Digtheid kraan.Wanneer die GranuPack-metode gebruik word, is die resultate reproduseerbaar met 'n klein hoeveelheid poeier (gewoonlik 35 ml).
Die eienskappe van die poeier en die eienskappe van die materiaal waaruit die toestel gemaak is, is sleutelparameters.Tydens die vloei word elektrostatiese ladings binne-in die poeier gegenereer as gevolg van die tribo-elektriese effek, wat die uitruil van ladings is wanneer twee vaste stowwe in aanraking kom.
Wanneer die poeier binne die toestel vloei, vind 'n tribo-elektriese effek plaas by die kontak tussen die deeltjies en by die kontak tussen die deeltjies en die toestel.
By kontak met die geselekteerde materiaal meet die GranuCharge outomaties die hoeveelheid elektrostatiese lading wat tydens vloei binne die poeier gegenereer word.Die poeiermonster vloei binne die vibrerende V-buis en val in 'n Faraday-beker wat aan 'n elektrometer gekoppel is wat die lading meet wat verkry word as die poeier binne die V-buis beweeg.Vir herhaalbare resultate, gebruik 'n roterende of vibrerende toestel om V-buise gereeld te voer.
Die tribo-elektriese effek veroorsaak dat een voorwerp elektrone op sy oppervlak kry en dus negatief gelaai word, terwyl 'n ander voorwerp elektrone verloor en dus positief gelaai word.Sommige materiale kry elektrone makliker as ander, en net so verloor ander materiale makliker elektrone.
Watter materiaal negatief word en watter positief word hang af van die relatiewe geneigdheid van die betrokke materiaal om elektrone te verkry of te verloor.Om hierdie tendense voor te stel, is die tribo-elektriese reeks wat in Tabel 1 getoon word, ontwikkel.Materiale met 'n positiewe ladingstendens en ander met 'n negatiewe ladingstendens word gelys, en materiaalmetodes wat geen gedragstendens toon nie, word in die middel van die tabel gelys.
Aan die ander kant verskaf die tabel slegs inligting oor neigings in die laaigedrag van materiale, so GranuCharge is geskep om akkurate numeriese waardes vir die laaigedrag van poeiers te verskaf.
Verskeie eksperimente is uitgevoer om termiese ontbinding te analiseer.Die monsters is vir een tot twee uur by 200°C geplaas.Die poeier word dan dadelik met GranuDrum (warm naam) ontleed.Die poeier is dan in 'n houer geplaas totdat dit omgewingstemperatuur bereik het en dan ontleed met GranuDrum, GranuPack en GranuCharge (dws "koud").
Rou monsters is ontleed deur gebruik te maak van GranuPack, GranuDrum en GranuCharge teen dieselfde kamer humiditeit/temperatuur (dws 35.0 ± 1.5% RH en 21.0 ± 1.0 °C temperatuur).
Die kohesie-indeks bereken die vloeibaarheid van poeiers en korreleer met veranderinge in die posisie van die koppelvlak (poeier/lug), wat slegs drie kontakkragte is (van der Waals, kapillêre en elektrostatiese kragte).Voor die eksperiment is die relatiewe lugvogtigheid (RH, %) en temperatuur (°C) aangeteken.Toe is die poeier in die drom gegooi, en die eksperiment het begin.
Ons het tot die gevolgtrekking gekom dat hierdie produkte nie vatbaar is vir agglomerasie wanneer tiksotropiese parameters oorweeg word nie.Interessant genoeg het termiese spanning die reologiese gedrag van die poeiers van monsters A en B verander van skuifverdikking na skuifverdunning.Aan die ander kant is Monsters C en SS 316L nie deur temperatuur beïnvloed nie en het slegs skuifverdikking getoon.Elke poeier het beter smeerbaarheid gehad (dws laer kohesie-indeks) na verhitting en afkoeling.
Die temperatuur effek hang ook af van die spesifieke area van die deeltjies.Hoe hoër die termiese geleidingsvermoë van die materiaal, hoe groter is die effek op temperatuur (dws ???225°?=250?.?-1.?-1) en ???316?.225°?=19?.?-1.?-1) Hoe kleiner die deeltjie, hoe groter is die effek van temperatuur.Aluminiumlegeringspoeiers is uitstekend vir hoëtemperatuurtoepassings as gevolg van hul verhoogde smeerbaarheid, en selfs afgekoelde monsters bereik beter vloeibaarheid as die oorspronklike poeiers.
Vir elke GranuPack-eksperiment is die massa van die poeier voor elke eksperiment aangeteken, en die monster is 500 keer getref met 'n impakfrekwensie van 1 Hz met 'n vrye val van 1 mm in die meetsel (impakenergie ∝).Die monster word in die meetsel geresepteer volgens gebruiker-onafhanklike sagteware-instruksies.Daarna is die metings twee keer herhaal om die reproduceerbaarheid te bepaal en die gemiddelde en standaardafwyking ondersoek.
Nadat die GranuPack-analise voltooi is, het aanvanklike massadigtheid (ρ(0)), finale massadigtheid (by veelvuldige krane, n = 500, dws ρ(500)), Hausner-verhouding/Carr-indeks (Hr/Cr) en twee registrasieparameters (n1/2 en τ) met verdigtingskinetika verband gehou.Die optimale digtheid ρ(∞) word ook getoon (sien Bylaag 1).Die tabel hieronder herstruktureer die eksperimentele data.
Figure 6 en 7 toon die algehele verdigtingskurwe (massadigtheid teenoor aantal impakte) en die n1/2/Hausner-parameterverhouding.Foutstawe wat met behulp van die gemiddelde bereken is, word op elke kurwe getoon, en standaardafwykings is deur herhaalbaarheidstoetsing bereken.
Die 316L vlekvrye staal produk was die swaarste produk (ρ(0) = 4,554 g/mL).Wat tapdigtheid betref, bly SS 316L die swaarste poeier (ρ(n) = 5,044 g/mL), gevolg deur Monster A (ρ(n) = 1,668 g/mL), gevolg deur Monster B (ρ(n) = 1,668 g/ml)./ml) (n) = 1,645 g/ml).Monster C was die laagste (ρ(n) = 1,581 g/mL).Volgens die grootmaatdigtheid van die aanvanklike poeier, sien ons dat monster A die ligste is, en met inagneming van die foute (1.380 g / ml), het monsters B en C ongeveer dieselfde waarde.
Soos die poeier verhit word, neem die Hausner-verhouding af, en dit gebeur slegs met monsters B, C en SS 316L.Vir monster A was dit nie moontlik om te presteer nie as gevolg van die grootte van die foutstawe.Vir n1/2 is die parametriese tendens onderstreep meer kompleks.Vir monster A en SS 316L het die waarde van n1/2 afgeneem na 2 uur by 200°C, terwyl dit vir poeiers B en C toegeneem het na termiese belading.
’n Vibrerende voerder is vir elke GranuCharge-eksperiment gebruik (sien Figuur 8).Gebruik 316L vlekvrye staal buise.Metings is 3 keer herhaal om reproduceerbaarheid te bepaal.Die gewig van die produk wat vir elke meting gebruik is, was ongeveer 40 ml en geen poeier is na meting herwin nie.
Voor die eksperiment is die gewig van die poeier (mp, g), relatiewe lugvogtigheid (RH, %) en temperatuur (°C) aangeteken.Aan die begin van die toets is die ladingsdigtheid van die primêre poeier (q0 in µC/kg) gemeet deur die poeier in 'n Faraday-beker te plaas.Laastens is die poeiermassa vasgestel en die finale ladingsdigtheid (qf, µC/kg) en Δq (Δq = qf – q0) aan die einde van die eksperiment is bereken.
Die rou GranuCharge-data word in Tabel 2 en Figuur 9 getoon (σ is die standaardafwyking bereken vanaf die resultate van die reproduceerbaarheidstoets), en die resultate word as 'n histogram getoon (slegs q0 en Δq word getoon).SS 316L het die laagste aanvanklike lading;dit kan wees as gevolg van die feit dat hierdie produk die hoogste PSD het.As dit kom by die aanvanklike laai van primêre aluminiumlegeringspoeier, kan geen gevolgtrekkings gemaak word nie as gevolg van die grootte van die foute.
Na kontak met 'n 316L vlekvrye staal pyp, het monster A die minste hoeveelheid lading ontvang, terwyl poeiers B en C 'n soortgelyke tendens getoon het, indien SS 316L poeier teen SS 316L gevryf is, is 'n ladingsdigtheid naby aan 0 gevind (sien tribo-elektriese reeks).Produk B is steeds meer gelaai as A. Vir monster C gaan die tendens voort (positiewe aanvanklike lading en finale lading na lekkasie), maar die aantal ladings neem toe na termiese degradasie.
Na 2 uur se termiese spanning by 200 °C, word die gedrag van die poeier baie interessant.In monsters A en B het die aanvanklike lading afgeneem en die finale lading het van negatief na positief verskuif.SS 316L poeier het die hoogste aanvanklike lading gehad en sy ladingsdigtheidverandering het positief geword maar laag gebly (dws 0.033 nC/g).
Ons het die effek van termiese degradasie op die gekombineerde gedrag van aluminiumlegering (AlSi10Mg) en 316L vlekvrye staal poeiers ondersoek, terwyl die oorspronklike poeiers na 2 uur by 200°C in lug ontleed is.
Die gebruik van poeiers by verhoogde temperature kan produkvloeibaarheid verbeter, 'n effek wat belangriker blyk te wees vir poeiers met 'n hoë spesifieke area en materiale met 'n hoë termiese geleidingsvermoë.GranuDrum is gebruik om vloei te evalueer, GranuPack is gebruik vir dinamiese verpakkingsanalise, en GranuCharge is gebruik om die tribo-elektrisiteit van poeier in kontak met 316L vlekvrye staalpyp te ontleed.
Hierdie resultate is bepaal deur gebruik te maak van GranuPack, wat 'n verbetering in die Hausner-koëffisiënt vir elke poeier getoon het (met die uitsondering van monster A, as gevolg van die grootte van die foute) na die termiese spanningsproses.Geen duidelike neiging is gevind vir die verpakkingsparameter (n1/2) nie aangesien sommige produkte 'n toename in pakspoed getoon het terwyl ander 'n kontrasterende effek gehad het (bv. Monsters B en C).