Kami menggunakan cookie untuk meningkatkan pengalaman Anda. Dengan terus menjelajahi situs ini, Anda menyetujui penggunaan cookie kami. Informasi selengkapnya.
Dalam sebuah artikel terbaru yang diterbitkan di jurnal Additive Manufacturing Letters, para peneliti membahas kegunaan percikan baja tahan karat yang diukir secara kimia untuk memperpanjang umur bubuk dalam manufaktur aditif.
Penelitian: Memperpanjang Masa Pakai Serbuk dalam Manufaktur Aditif: Pengukiran Kimia pada Percikan Baja Tahan Karat. Kredit Gambar: MarinaGrigorivna/Shutterstock.com
Partikel percikan hasil peleburan serbuk laser logam (LPBF) dihasilkan oleh tetesan lelehan yang dikeluarkan dari kolam lelehan atau partikel serbuk yang dipanaskan hingga mendekati atau di atas titik leleh saat melewati sinar laser.
Meskipun menggunakan lingkungan inert, reaktivitas logam yang tinggi di dekat suhu lelehnya mendorong oksidasi. Meskipun partikel percikan yang dikeluarkan selama LPBF meleleh setidaknya sebentar di permukaan, difusi unsur-unsur volatil ke permukaan kemungkinan akan terjadi, dan unsur-unsur ini dengan afinitas tinggi terhadap oksigen menghasilkan lapisan oksida yang tebal.
Karena tekanan parsial oksigen dalam LPBF biasanya lebih tinggi daripada dalam atomisasi gas, kemungkinan pengikatan dengan oksigen meningkat.
Percikan baja tahan karat dan paduan berbasis nikel diketahui mengalami oksidasi dengan cepat, membentuk pulau-pulau hingga setebal beberapa meter. Selain itu, baja tahan karat dan paduan berbasis nikel, seperti yang menghasilkan percikan oksida tipe pulau, lebih umum digunakan dalam proses pemesinan LPBF, dan penerapan metode ini pada percikan logam LPBF yang lebih umum dilakukan untuk menunjukkan bahwa pembaruan kimia sangat penting untuk bubuk dengan cara yang biasa.
(a) Gambar SEM partikel percikan baja tahan karat, (b) metode eksperimental etsa termokimia, (c) perlakuan LPBF pada partikel percikan yang telah dideoksidasi. Kredit gambar: Murray, J. W, dkk, Additive Manufacturing Letters
Dalam penelitian ini, para penulis menggunakan teknik etsa kimia baru untuk menghilangkan oksida dari permukaan bubuk percikan baja tahan karat yang teroksidasi. Pelarutan logam di sekitar dan di bawah pulau-pulau oksida pada bubuk digunakan sebagai mekanisme utama untuk penghilangan oksida, yang memungkinkan penghilangan oksida yang lebih agresif. Bubuk percikan, bubuk etsa, dan bubuk murni diayak hingga mencapai kisaran ukuran bubuk yang sama untuk pemrosesan LPBF.
Tim tersebut menunjukkan cara menghilangkan oksida dari partikel percikan baja tahan karat, terutama yang diisolasi menggunakan teknik kimia untuk membentuk pulau oksida kaya Si dan Mn pada permukaan bubuk. 316L percikan dikumpulkan dari lapisan bubuk hasil cetakan LPBF dan dietsa secara kimiawi dengan perendaman. Setelah menyaring semua partikel ke dalam rentang ukuran yang sama, LPBF memprosesnya dalam satu kali proses dengan percikan yang telah dietsa secara optimal dan baja tahan karat murni.
Para peneliti mengamati suhu serta dua jenis larutan etsa baja tahan karat yang berbeda. Setelah penyaringan hingga rentang ukuran yang sama, jalur tunggal LPBF dibuat dengan menggunakan bubuk murni serupa, bubuk percikan, dan bubuk percikan yang dietsa secara efisien.
Jejak LPBF individual yang dihasilkan dari percikan, percikan etsa, dan bubuk murni. Gambar dengan perbesaran tinggi menunjukkan bahwa lapisan oksida yang dominan pada jalur yang disemprotkan dihilangkan pada jalur yang disemprotkan dan dietsa. Bubuk asli menunjukkan bahwa beberapa oksida masih ada. Kredit gambar: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
Luas area oksida pada bubuk percikan baja tahan karat 316L berkurang hingga 10 kali lipat, dari 7% menjadi 0,7% setelah reagen Ralph dipanaskan hingga 65 °C dalam penangas air selama 1 jam. Pemetaan area yang luas, data EDX menunjukkan penurunan kadar oksigen dari 13,5% menjadi 4,5%.
Serbuk hasil etsa memiliki lapisan terak oksida yang lebih rendah pada permukaan rel dibandingkan dengan serbuk hasil etsa biasa. Selain itu, etsa kimia pada serbuk meningkatkan asimilasi serbuk pada rel. Etsa kimia berpotensi meningkatkan kemampuan penggunaan kembali dan daya tahan serbuk hasil etsa atau serbuk massal yang terbuat dari serbuk baja tahan karat yang banyak digunakan dan tahan korosi.
Di seluruh rentang ukuran ayakan 45-63 µm, partikel-partikel yang menggumpal yang tersisa dalam bubuk percikan yang telah dietsa dan yang belum dietsa menjelaskan mengapa volume jejak bubuk yang telah dietsa dan yang telah disemprotkan serupa, sementara volume bubuk aslinya sekitar 50% lebih besar. Bubuk yang menggumpal atau membentuk partikel satelit diamati memengaruhi kepadatan curah dan dengan demikian volume.
Percikan hasil etsa memiliki lapisan terak oksida yang lebih rendah pada permukaan jalur dibandingkan dengan percikan biasa. Ketika oksida dihilangkan secara kimia, bubuk semi-terikat dan bubuk tanpa lapisan oksida menunjukkan bukti pengikatan oksida tereduksi yang lebih baik, yang dikaitkan dengan kemampuan pembasahan yang lebih baik.
Diagram skematis yang menunjukkan manfaat perlakuan LPBF ketika menghilangkan oksida secara kimiawi dari bubuk percikan dalam sistem baja tahan karat. Kemampuan pembasahan yang sangat baik dicapai dengan menghilangkan oksida. Kredit gambar: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
Singkatnya, penelitian ini menggunakan prosedur etsa kimia untuk meregenerasi bubuk percikan baja tahan karat yang sangat teroksidasi secara kimiawi dengan cara perendaman dalam reagen Ralph, yaitu larutan ferri klorida dan kupri klorida dalam asam klorida. Diamati bahwa perendaman dalam larutan etsa Ralph yang dipanaskan selama 1 jam menghasilkan pengurangan cakupan area oksida pada bubuk yang terciprat hingga 10 kali lipat.
Para penulis percaya bahwa etsa kimia berpotensi untuk ditingkatkan dan digunakan dalam skala yang lebih luas untuk memperbarui partikel percikan atau bubuk LPBF yang digunakan kembali berkali-kali, sehingga meningkatkan nilai material berbasis bubuk yang mahal.
Murray, JW, Speidel, A., Spierings, A. et al. Memperpanjang umur bubuk dalam manufaktur aditif: etsa kimia pada percikan baja tahan karat. Additive Manufacturing Letters 100057 (2022). https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772369022000317
Penafian: Pandangan yang diungkapkan di sini adalah pandangan penulis dalam kapasitas pribadi mereka dan tidak selalu mewakili pandangan AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, pemilik dan operator situs web ini. Penafian ini merupakan bagian dari syarat dan ketentuan penggunaan situs web ini.
Surbhi Jain adalah seorang penulis teknis lepas yang berbasis di Delhi, India. Ia memiliki gelar PhD di bidang Fisika dari Universitas Delhi dan telah berpartisipasi dalam sejumlah kegiatan ilmiah, budaya, dan olahraga. Latar belakang akademiknya adalah di bidang penelitian ilmu material, dengan spesialisasi dalam pengembangan perangkat optik dan sensor. Ia memiliki pengalaman luas dalam penulisan konten, penyuntingan, analisis data eksperimental, dan manajemen proyek, serta telah menerbitkan 7 makalah penelitian di jurnal terindeks Scopus dan mengajukan 2 paten India berdasarkan karya penelitiannya. Ia sangat menyukai membaca, menulis, penelitian, dan teknologi, serta menikmati memasak, berakting, berkebun, dan olahraga.
Jainisme, Subi.(24 Mei 2022).Metode etsa kimia baru menghilangkan oksida dari bubuk percikan baja tahan karat yang teroksidasi.AZOM.Diakses 21 Juli 2022 dari https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
Jainisme, Subi. “Metode etsa kimia baru untuk menghilangkan oksida dari bubuk percikan baja tahan karat yang teroksidasi”. AZOM. 21 Juli 2022.
Jainisme, Subi. “Metode etsa kimia baru untuk menghilangkan oksida dari bubuk percikan baja tahan karat yang teroksidasi”. AZOM. https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143. (Diakses 21 Juli 2022).
Jainisme, Subi. 2022. Metode etsa kimia baru untuk menghilangkan oksida dari bubuk percikan baja tahan karat yang teroksidasi. AZoM, diakses 21 Juli 2022, https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
Di Advanced Materials pada Juni 2022, AZoM berbicara dengan Ben Melrose dari International Syalons tentang pasar material canggih, Industri 4.0, dan dorongan menuju net zero.
Di Advanced Materials, AZoM berbicara dengan Vig Sherrill dari General Graphene tentang masa depan graphene dan bagaimana teknologi produksi inovatif mereka akan mengurangi biaya untuk membuka dunia aplikasi baru di masa depan.
Dalam wawancara ini, AZoM berbicara dengan Presiden Levicron, Dr. Ralf Dupont, tentang potensi spindel motor (U)ASD-H25 yang baru untuk industri semikonduktor.
Temukan OTT Parsivel², alat pengukur perpindahan laser yang dapat digunakan untuk mengukur semua jenis presipitasi. Alat ini memungkinkan pengguna untuk mengumpulkan data tentang ukuran dan kecepatan partikel yang jatuh.
Environics menawarkan sistem permeasi mandiri untuk tabung permeasi sekali pakai tunggal atau ganda.
MiniFlash FPA Vision Autosampler dari Grabner Instruments adalah autosampler 12 posisi. Ini adalah aksesori otomatisasi yang dirancang untuk digunakan dengan MINIFLASH FP Vision Analyzer.
Artikel ini menyajikan penilaian akhir masa pakai baterai lithium-ion, dengan fokus pada daur ulang baterai lithium-ion bekas yang jumlahnya terus meningkat untuk memungkinkan pendekatan berkelanjutan dan sirkular terhadap penggunaan dan penggunaan kembali baterai.
Korosi adalah degradasi paduan logam akibat paparan lingkungan. Berbagai teknik digunakan untuk mencegah kerusakan korosi pada paduan logam yang terpapar kondisi atmosfer atau kondisi buruk lainnya.
Karena meningkatnya permintaan energi, permintaan akan bahan bakar nuklir juga meningkat, yang selanjutnya menyebabkan peningkatan signifikan dalam permintaan akan teknologi inspeksi pasca-iradiasi (PIE).