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In un articulu recente publicatu in a rivista Additive Manufacturing Letters, i circadori discutenu l'utilità di spruzzi d'acciaio inox incisi chimicamente per allargà a vita di a polvere in a fabricazione additiva.
Ricerca: Prulungamentu di a vita di a polvere in a fabricazione additiva: Incisione chimica di spruzzi d'acciaiu inox. Creditu d'imagine: MarinaGrigorivna/Shutterstock.com
Fusione di lettu di polvere laser metallicu (LPBF) E particelle di spruzzata sò prodotte da goccioline fuse espulse da u bagnu fusu o da particelle di polvere riscaldate vicinu o sopra u puntu di fusione mentre passanu per u raghju laser.
Malgradu l'usu di un ambiente inertu, l'alta reattività di u metallu vicinu à a so temperatura di fusione prumove l'ossidazione. Ancu s'è e particelle di spruzzi espulse durante LPBF si scioglienu almenu brevemente in superficia, hè prubabile chì si verifichi a diffusione di elementi volatili in superficia, è questi elementi cù alta affinità per l'ossigenu producenu strati d'ossidu spessi.
Siccomu a pressione parziale di l'ossigenu in LPBF hè generalmente più alta chè quella in l'atomizazione di u gasu, a pussibilità di ligà si cù l'ossigenu hè aumentata.
L'acciaio inox è i spruzzi di leghe à basa di nichelu sò cunnisciuti per ossidassi rapidamente, furmendu isule finu à parechji metri di spessore. Inoltre, l'acciaio inox è e leghe à basa di nichelu, cum'è quelli chì producenu spruzzi d'ossidu di tipu isula, sò materiali più cumunemente lavorati in LPBF, è l'applicazione di stu metudu à spruzzi di metallu LPBF più tipici per dimustrà chì u rinnovu chimicu hè criticu per a polvere in u modu abituale.
(a) Imagine SEM di particelle di spruzzi d'acciaio inox, (b) metudu sperimentale di incisione chimica termica, (c) trattamentu LPBF di particelle di spruzzi deossidate. Creditu d'imagine: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
In questu studiu, l'autori anu utilizatu una nova tecnica di incisione chimica per rimuovere l'ossidi da a superficia di e polveri di spruzzi d'acciaio inox ossidate. A dissoluzione di u metallu intornu è sottu à l'isule d'ossidu nantu à a polvere hè aduprata cum'è u mecanismu principale per a rimozione di l'ossidu, chì permette una rimozione di l'ossidu più aggressiva. E polveri di spruzzi, incisione è vergine sò state setacciate à a listessa gamma di dimensioni di polvere per u trattamentu LPBF.
A squadra hà dimustratu cumu si eliminanu l'ossidi da e particelle di spruzzi d'acciaio inox, in particulare quelli chì sò stati isolati aduprendu tecniche chimiche per furmà isule d'ossidu ricche di Si è Mn nantu à a superficia di a polvere. 316 L di spruzzi sò stati raccolti da u lettu di polvere di stampe LPBF è incisi chimicamente per immersione. Dopu avè screening di tutte e particelle à a listessa gamma di dimensioni, LPBF li processa in un solu passu cù spruzzi incisi ottimizzati è acciaio inox vergine.
I circadori anu esaminatu a temperatura è ancu dui diversi agenti incisori in acciaio inox. Dopu à u screening à a listessa gamma di dimensioni, e piste singole LPBF sò state create aduprendu polveri vergini simili, polveri splash è polveri splash incise in modu efficiente.
Tracce individuali di LPBF generate da spruzzi, spruzzi di incisione è polvere incontaminata. L'immagine ad alta ingrandimento mostra chì u stratu d'ossidu prevalente nantu à a pista sputterizzata hè eliminatu nantu à a pista sputterizzata incisa. A polvere originale hà mostratu chì alcuni ossidi eranu sempre presenti. Creditu d'immagine: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
A cupertura di l'area d'ossidu nantu à a polvere di spruzzatura d'acciaio inox 316L hè diminuita di un fattore 10, da 7% à 0,7% dopu chì u reagente di Ralph hè statu riscaldatu à 65 °C in un bagnu d'acqua per 1 ora. Mappendu a grande area, i dati EDX anu mostratu una riduzione di i livelli d'ossigenu da 13,5% à 4,5%.
I spruzzi incisi anu un rivestimentu di scoria d'ossidu più bassu nantu à a superficia di a pista cumparatu à i spruzzi. Inoltre, l'incisione chimica di a polvere aumenta l'assimilazione di a polvere nantu à a pista. L'incisione chimica hà u putenziale di migliurà a riutilizabilità è a durabilità di i spruzzi o di e polveri d'usu in massa fatte da polveri d'acciaio inox largamente aduprate è resistenti à a corrosione.
In tutta a gamma di dimensioni di u setacciu di 45-63 µm, e particelle agglomerate rimanenti in e polveri spruzzate incise è micca incise spieganu perchè i volumi di tracce di e polveri incise è spruzzate sò simili, mentre chì i volumi di e polveri originali sò circa u 50% più grandi. Hè statu osservatu chì e polveri agglomerate o chì formanu satelliti influenzanu a densità apparente è dunque u vulume.
I spruzzi incisi anu un rivestimentu di scoria d'ossidu più bassu nantu à a superficia di a pista paragunatu à i spruzzi. Quandu l'ossidi sò rimossi chimicamente, e polveri semi-legate è nude mostranu evidenza di una migliore legatura di l'ossidi ridotti, chì hè attribuita à una migliore bagnabilità.
Schema chì mostra i benefici di u trattamentu LPBF quandu si eliminanu chimicamente l'ossidi da a polvere di spruzzata in i sistemi d'acciaio inox. Una eccellente bagnabilità hè ottenuta eliminendu l'ossidi. Creditu d'immagine: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
In riassuntu, questu studiu hà utilizatu una prucedura di incisione chimica per rigenerà chimicamente e polveri di spruzzi d'acciaio inox altamente ossidate per immersione in u reagente di Ralph, una soluzione di cloruru ferricu è cloruru rameicu in acidu cloridricu. Hè statu osservatu chì l'immersione in a soluzione incisiva Ralph riscaldata per 1 ora hà risultatu in una riduzione di 10 volte di a copertura di l'area d'ossidu nantu à a polvere spruzzata.
L'autori credenu chì l'incisione chimica hà u putenziale di esse migliurata è aduprata à una scala più larga per rinnuvà parechje particelle di spruzzi riutilizzate o polveri LPBF, aumentendu cusì u valore di i materiali costosi à basa di polvere.
Murray, JW, Speidel, A., Spierings, A. et al. Prulungamentu di a vita di a polvere in a fabricazione additiva: incisione chimica di spruzzi d'acciaio inox. Additive Manufacturing Letters 100057 (2022). https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772369022000317
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Surbhi Jain hè una scrittrice tecnica freelance basata in Delhi, India. Hà un dutturatu in fisica da l'Università di Delhi è hà participatu à una quantità di attività scientifiche, culturali è sportive. A so furmazione accademica hè in a ricerca in scienza di i materiali, specializata in u sviluppu di dispositivi è sensori ottici. Hà una vasta esperienza in scrittura di cuntenutu, edizione, analisi di dati sperimentali è gestione di prughjetti, è hà publicatu 7 articuli di ricerca in riviste indicizzate Scopus è hà presentatu 2 brevetti indiani basati nantu à u so travagliu di ricerca. Appassionata di lettura, scrittura, ricerca è tecnulugia, li piace cucinà, recità, fà giardinaggiu è fà sport.
Jainismu, Subi. (24 di maghju 2022). Novu metudu di incisione chimica elimina l'ossidi da a polvere di spruzzatura d'acciaio inox ossidata. AZOM. Recuperatu u 21 di lugliu 2022 da https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
Jainismu, Subi. "Novu metudu di incisione chimica per rimuovere l'ossidi da a polvere di spruzzi d'acciaio inox ossidata". AZOM. 21 di lugliu di u 2022.
Jainismu, Subi. "Novu metudu di incisione chimica per rimuovere l'ossidi da a polvere di spruzzi d'acciaio inox ossidata". AZOM. https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143. (Consultatu u 21 di lugliu 2022).
Jainismu, Subi.2022. Novu metudu di incisione chimica per rimuovere l'ossidi da a polvere di spruzzatura d'acciaio inox ossidata.AZoM, accessu u 21 di lugliu di u 2022, https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
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