Við notum vafrakökur til að bæta upplifun þína.Með því að halda áfram að vafra um þessa síðu samþykkir þú notkun okkar á vafrakökum.Viðbótarupplýsingar.
Aukaframleiðsla (AM) felur í sér að búa til þrívíddarhluti, eitt ofurþunnt lag í einu, sem gerir það dýrara en hefðbundin vinnsla.Hins vegar er aðeins lítill hluti af duftinu soðið við íhlutinn meðan á samsetningarferlinu stendur.Afgangurinn sameinast ekki, svo hægt er að endurnýta þá.Aftur á móti, ef hluturinn er búinn til á klassískan hátt, þarf venjulega fræsun og vinnslu til að fjarlægja efni.
Eiginleikar duftsins ákvarða færibreytur vélarinnar og þarf að taka tillit til þeirra í fyrsta lagi.Kostnaður við AM væri ekki hagkvæmur í ljósi þess að óbrætt duftið er mengað og ekki endurvinnanlegt.Niðurbrot á dufti leiðir til tveggja fyrirbæra: efnafræðilegar breytingar á vörunni og breytingar á vélrænni eiginleikum eins og formgerð og kornastærðardreifingu.
Í fyrra tilvikinu er aðalverkefnið að búa til solid mannvirki sem innihalda hreinar málmblöndur, þannig að við þurfum að forðast mengun duftsins, til dæmis með oxíðum eða nítríðum.Í síðara fyrirbærinu eru þessar breytur tengdar vökva og dreifileika.Þess vegna geta allar breytingar á eiginleikum duftsins leitt til ójafnrar dreifingar vörunnar.
Gögn úr nýlegum útgáfum benda til þess að klassískir flæðimælar geti ekki veitt fullnægjandi upplýsingar um dreifingu dufts í AM miðað við duftbeð.Varðandi lýsingu á hráefninu (eða duftinu) eru nokkrar viðeigandi mælingaraðferðir á markaðnum sem geta fullnægt þessari kröfu.Álagsástandið og duftflæðisviðið verða að vera það sama í mælingaruppsetningunni og í ferlinu.Tilvist þrýstiálags er ósamrýmanlegt frjálsu yfirborðsflæðinu sem notað er í IM tækjum í klippuprófunartækjum og klassískum mælimælum.
GranuTools hefur þróað verkflæði til að einkenna AM duft.Meginmarkmið okkar er að útbúa hverja rúmfræði með nákvæmu ferli eftirlíkingartækis og þetta verkflæði er notað til að skilja og fylgjast með þróun duftgæða í ýmsum prentferlum.Nokkrar staðlaðar álblöndur (AlSi10Mg) voru valdar fyrir mismunandi tíma við mismunandi hitaálag (frá 100 til 200 °C).
Hægt er að stjórna varma niðurbroti með því að greina getu duftsins til að safna rafhleðslu.Duftin voru greind með tilliti til flæðisgetu (GranuDrum tæki), pökkunarhvarfafræði (GranuPack tæki) og rafstöðueiginleika (GranuCharge tæki).Samheldni og pökkunarhreyfingarmælingar henta til að fylgjast með gæðum dufts.
Duft sem auðvelt er að bera á munu sýna lága samheldnivísitölu, en duft með hraðfyllingarvirkni mun framleiða vélræna hluta með lægri gropi samanborið við vörur sem eru erfiðari að fylla.
Eftir nokkurra mánaða geymslu á rannsóknarstofu okkar voru valin þrjú álduft með mismunandi kornastærðardreifingu (AlSi10Mg) og eitt 316L sýni úr ryðfríu stáli, hér nefnt sýni A, B og C. Eiginleikar sýnanna geta verið frábrugðnir öðrum framleiðendum.Kornastærðardreifing sýnis var mæld með leysigeislunargreiningu/ISO 13320.
Vegna þess að þeir stjórna breytum vélarinnar verður fyrst að huga að eiginleikum duftsins og ef óbrætt duft er talið mengað og óendurvinnanlegt, þá er aukefnaframleiðsla ekki eins hagkvæm og ætla mætti.Þess vegna verða þrjár breytur rannsakaðar: duftflæði, pökkunarvirkni og rafstöðueiginleikar.
Dreifanleiki tengist einsleitni og „sléttleika“ duftlagsins eftir endurhúðunaraðgerðina.Þetta er mjög mikilvægt þar sem auðveldara er að prenta slétt yfirborð og hægt er að skoða það með GranuDrum tólinu með mælingu á viðloðun.
Vegna þess að svitaholur eru veikir punktar í efni geta þær leitt til sprungna.Fyllingarvirkni er önnur lykilfæribreytan þar sem hraðfyllandi duft veita lítið porosity.Þessi hegðun er mæld með GranuPack með gildinu n1/2.
Tilvist rafhleðslna í duftinu skapar samloðandi krafta sem leiða til myndunar þyrpinga.GranuCharge mælir getu dufts til að mynda rafstöðuhleðslu þegar það kemst í snertingu við valin efni meðan á flæði stendur.
Við vinnslu getur GranuCharge spáð fyrir um versnun flæðis, til dæmis þegar lag er myndað í AM.Þannig eru mælingarnar sem fengust mjög viðkvæmar fyrir ástandi yfirborðs korna (oxun, mengun og ójöfnur).Þá er hægt að mæla öldrun duftsins sem er endurheimt nákvæmlega (±0,5 nC).
GranuDrum er forrituð duftflæðismælingaraðferð sem byggir á meginreglunni um snúnings trommu.Helmingur duftsýnisins er í láréttum strokki með gagnsæjum hliðarveggjum.Tromlan snýst um ásinn á 2 til 60 snúninga á mínútu og CCD myndavélin tekur myndir (frá 30 til 100 myndir með 1 sekúndu millibili).Loft-/duftviðmótið er auðkennt á hverri mynd með því að nota brúngreiningaralgrím.
Reiknaðu meðalstöðu viðmótsins og sveiflur í kringum þessa meðalstöðu.Fyrir hvern snúningshraða er flæðishornið (eða „dynamískt hvíldarhorn“) αf reiknað út frá meðalstöðu viðmóts, og kvikur samloðunarstuðullinn σf sem tengist millikornatengingu er greindur út frá sveiflum í viðmóti.
Flæðishornið hefur áhrif á fjölda breytu: núning, lögun og samheldni milli agna (van der Waals, rafstöðueiginleikar og háræðakraftar).Samloðandi duft leiða til flæðis með hléum en duft sem ekki er seigfljótandi veldur reglulegu flæði.Lág gildi flæðishornsins αf samsvara góðu flæði.Kvikur viðloðun vísitölu nálægt núlli samsvarar ósamloðandi dufti, þannig að eftir því sem viðloðun duftsins eykst eykst viðloðun stuðullinn í samræmi við það.
GranuDrum gerir þér kleift að mæla fyrsta horn snjóflóðsins og loftun duftsins meðan á flæðinu stendur, auk þess að mæla viðloðun vísitölu σf og flæðishorn αf eftir snúningshraða.
Magnþéttleiki GranuPack, töppunarþéttleiki og Hausner hlutfallsmælingar (einnig þekktar sem „tappprófanir“) eru tilvalin til að lýsa dufti vegna þess hve auðvelt er að mæla þær og hraða.Þéttleiki duftsins og hæfileikinn til að auka þéttleika þess eru mikilvægir þættir við geymslu, flutning, þéttingu osfrv. Ráðlagðar aðferðir eru tilgreindar í lyfjaskránni.
Þetta einfalda próf hefur þrjá helstu galla.Mælingin fer eftir rekstraraðilanum og fyllingaraðferðin hefur áhrif á upphafsrúmmál duftsins.Mæling á heildarrúmmáli getur leitt til alvarlegra villna í niðurstöðum.Vegna einfaldleika tilraunarinnar tókum við ekki tillit til samþjöppunarvirkni milli upphafs- og lokamælinga.
Hegðun duftsins sem færð var inn í samfellda úttakið var greind með sjálfvirkum búnaði.Mældu Hausner stuðulinn Hr, upphafsþéttleika ρ(0) og lokaþéttleika ρ(n) nákvæmlega eftir n smelli.
Fjöldi tappa er venjulega fastur við n=500.GranuPack er sjálfvirk og háþróuð þéttleikamæling byggt á nýlegum kraftmiklum rannsóknum.
Hægt er að nota aðrar vísitölur, en þær eru ekki gefnar upp hér.Duftið er sett í málmrör í gegnum strangt sjálfvirkt upphafsferli.Framreikningur á kraftmiklu færibreytunni n1/2 og hámarksþéttleika ρ(∞) hefur verið fjarlægður úr þjöppunarferlinu.
Léttur holur strokka situr ofan á duftbeðinu til að halda duft/loft viðmótinu stigi við þjöppun.Rörið sem inniheldur duftsýnið hækkar í fasta hæð ΔZ og fellur frjálst í hæð sem venjulega er fast á ΔZ = 1 mm eða ΔZ = 3 mm, sem er sjálfkrafa mæld eftir hverja snertingu.Reiknaðu rúmmál V í haugnum út frá hæðinni.
Eðlismassi er hlutfall massans m og rúmmáls duftlagsins V. Massi duftsins m er þekktur, þéttleikinn ρ er beitt eftir hvert högg.
Hausner stuðullinn Hr tengist þjöppunarstuðlinum og er greindur með jöfnunni Hr = ρ(500) / ρ(0), þar sem ρ(0) er upphafsmagnþéttleiki og ρ(500) er reiknað rennsli eftir 500 lotur.Þéttleikakrani.Þegar GranuPack aðferðin er notuð er hægt að endurskapa niðurstöður með því að nota lítið magn af dufti (venjulega 35 ml).
Eiginleikar duftsins og eiginleikar efnisins sem tækið er gert úr eru lykilatriði.Við flæðið myndast rafstöðueiginleikar inni í duftinu vegna triboelectric áhrifanna, sem er skipting á hleðslum þegar tvö föst efni komast í snertingu.
Þegar duftið flæðir inn í tækið verða þrírafmagnsáhrif við snertingu milli agna og við snertingu milli agna og tækisins.
Við snertingu við valið efni mælir GranuCharge sjálfkrafa magn rafstöðuhleðslu sem myndast inni í duftinu við flæði.Duftsýnin rennur inn í titrandi V-rörið og dettur í Faraday bolla sem er tengdur við rafmæli sem mælir hleðsluna sem fæst þegar duftið færist inn í V-rörið.Til að hægt sé að endurskapa niðurstöður skaltu nota snúnings- eða titringsbúnað til að fæða V-rör oft.
Triboelectric áhrifin veldur því að einn hlutur fær rafeindir á yfirborðið og verður þannig neikvætt hlaðinn, en annar hlutur missir rafeindir og verður þannig jákvætt hlaðinn.Sum efni fá rafeindir auðveldara en önnur og á sama hátt missa önnur efni rafeindir auðveldara.
Hvaða efni verður neikvætt og hvert verður jákvætt fer eftir hlutfallslegri tilhneigingu efna sem taka þátt til að ná í eða tapa rafeindum.Til að tákna þessa þróun var þrírafmagnsröðin sem sýnd er í töflu 1 þróuð.Efni með jákvæða hleðsluþróun og önnur með neikvæða hleðsluleit eru skráð og efnisaðferðir sem ekki sýna neina hegðunarþróun eru skráðar í miðri töflunni.
Á hinn bóginn veitir taflan aðeins upplýsingar um þróun í hleðsluhegðun efna, svo GranuCharge var búið til til að veita nákvæm töluleg gildi fyrir hleðsluhegðun dufts.
Nokkrar tilraunir voru gerðar til að greina varma niðurbrot.Sýnin voru sett við 200°C í eina til tvær klukkustundir.Duftið er síðan strax greint með GranuDrum (heitt nafn).Duftið var síðan sett í ílát þar til það náði umhverfishita og síðan greint með GranuDrum, GranuPack og GranuCharge (þ.e. „kalt“).
Hrásýni voru greind með GranuPack, GranuDrum og GranuCharge við sama rakastig/hitastig í herbergi (þ.e. 35,0 ± 1,5% RH og 21,0 ± 1,0 °C hitastig).
Samheldnivísitalan reiknar út flæðihæfni dufts og tengist breytingum á stöðu viðmótsins (duft/loft), sem eru aðeins þrír snertikraftar (van der Waals, háræða- og rafstöðukraftar).Fyrir tilraunina var hlutfallslegur raki (RH, %) og hitastig (°C) skráð.Síðan var duftinu hellt í tromluna og tilraunin hófst.
Við komumst að þeirri niðurstöðu að þessar vörur séu ekki næmar fyrir þéttingu þegar litið er til tíkótrópískra breytu.Athyglisvert er að hitaálag breytti gigtarhegðun dufts í sýnum A og B úr skurðþykknun yfir í skurðþynningu.Aftur á móti voru sýni C og SS 316L ekki fyrir áhrifum af hitastigi og sýndu aðeins skurðþykknun.Hvert duft hafði betri dreifihæfni (þ.e. lægri samheldnivísitölu) eftir hitun og kælingu.
Hitastigsáhrifin eru einnig háð sérstöku svæði agnanna.Því meiri sem varmaleiðni efnisins er, því meiri áhrif á hitastig (þ.e. ???225°?=250?.?-1.?-1) og ???316?.225°?=19?.?-1.?-1) Því minni sem ögnin er, því meiri áhrif hitastigsins.Álduft er frábært til notkunar við háan hita vegna aukinnar dreifingarhæfni þeirra og jafnvel kæld sýni ná betri flæðihæfni en upprunalegu duftin.
Fyrir hverja GranuPack tilraun var massi duftsins skráður fyrir hverja tilraun og sýnið var slegið 500 sinnum með höggtíðni 1 Hz með 1 mm frjálsu falli í mæliklefanum (áhrifsorka ∝).Sýninu er dreift í mæliklefann samkvæmt notendaóháðum hugbúnaðarleiðbeiningum.Síðan voru mælingar endurteknar tvisvar til að meta endurgerðanleikann og meðaltal og staðalfrávik könnuð.
Eftir að GranuPack greiningunni er lokið, upphafsmagnsþéttleiki (ρ(0)), lokamagnsþéttleiki (við margar töppur, n = 500, þ.e. ρ(500)), Hausner hlutfall/Carr stuðull (Hr/Cr) og tvær skráningarbreytur (n1/2 og τ) sem tengjast þjöppunarhvörfum.Ákjósanlegur þéttleiki ρ(∞) er einnig sýndur (sjá viðauka 1).Taflan hér að neðan endurskipulagir tilraunagögnin.
Myndir 6 og 7 sýna heildarþjöppunarferilinn (massaþéttleiki á móti fjölda högga) og n1/2/Hausner færibreytuhlutfallið.Villustikur sem reiknaðar eru út með meðaltali eru sýndar á hverri feril og staðalfrávik voru reiknuð út með endurtekningarprófun.
316L varan úr ryðfríu stáli var þyngsta varan (ρ(0) = 4,554 g/mL).Hvað varðar sláþéttleika er SS 316L áfram þyngsta duftið (ρ(n) = 5,044 g/mL), fylgt eftir af sýni A (ρ(n) = 1,668 g/mL), síðan sýni B (ρ(n) = 1,668 g/ml)./ml) (n) = 1,645 g/ml).Sýni C var lægst (ρ(n) = 1,581 g/mL).Samkvæmt magnþéttleika upphafsduftsins sjáum við að sýni A er léttasta og að teknu tilliti til villanna (1.380 g / ml), hafa sýni B og C um það bil sama gildi.
Þegar duftið er hitað lækkar Hausner hlutfall þess og það gerist aðeins með sýnum B, C og SS 316L.Fyrir sýni A var ekki hægt að framkvæma vegna stærðar villustikanna.Fyrir n1/2 er undirstrikun breytustefnunnar flóknari.Fyrir sýni A og SS 316L lækkaði gildi n1/2 eftir 2 klst við 200°C, en fyrir duft B og C jókst það eftir hitauppstreymi.
Titringur var notaður fyrir hverja GranuCharge tilraun (sjá mynd 8).Notaðu 316L ryðfríu stálrör.Mælingar voru endurteknar 3 sinnum til að meta endurtakanleika.Þyngd vörunnar sem notuð var fyrir hverja mælingu var um það bil 40 ml og ekkert duft náðist eftir mælingu.
Fyrir tilraunina var þyngd duftsins (mp, g), hlutfallslegur loftraki (RH, %) og hitastig (°C) skráð.Í upphafi prófsins var hleðsluþéttleiki frumduftsins (q0 í µC/kg) mældur með því að setja duftið í Faraday bolla.Að lokum var duftmassi festur og endanleg hleðsluþéttleiki (qf, µC/kg) og Δq (Δq = qf – q0) í lok tilraunarinnar reiknuð út.
Óunna GranuCharge gögnin eru sýnd í töflu 2 og mynd 9 (σ er staðalfrávik reiknað út frá niðurstöðum endurtakanleikaprófsins), og niðurstöðurnar eru sýndar sem súlurit (aðeins q0 og Δq eru sýndar).SS 316L er með lægstu upphafshleðsluna;þetta gæti stafað af því að þessi vara hefur hæsta PSD.Þegar kemur að upphafshleðslu á frumu áldufti er ekki hægt að draga neinar ályktanir vegna stærðar villanna.
Eftir snertingu við 316L ryðfrítt stálrör fékk sýni A minnstu hleðsluna, en duft B og C sýndu svipaða þróun, ef SS 316L dufti var nuddað á móti SS 316L fannst hleðsluþéttleiki nálægt 0 (sjá triboelectric röð) .Vara B er samt hlaðnara en A. Fyrir sýni C heldur þróunin áfram (jákvæð upphafshleðsla og lokahleðsla eftir leka), en fjöldi hleðslna eykst eftir varma niðurbrot.
Eftir 2 klukkustundir af hitaálagi við 200 °C verður hegðun duftsins mjög áhugaverð.Í sýnum A og B minnkaði upphafshleðslan og endanleg hleðsla færðist úr neikvæðri í jákvæða.SS 316L duft var með hæstu upphafshleðsluna og breyting á hleðsluþéttleika þess varð jákvæð en hélst lág (þ.e. 0,033 nC/g).
Við rannsökuðum áhrif varma niðurbrots á sameinaða hegðun álblöndu (AlSi10Mg) og 316L ryðfríu stáli dufts, en upprunalegu duftið var greint eftir 2 klukkustundir við 200°C í lofti.
Notkun dufts við hærra hitastig getur bætt flæðigetu vörunnar, áhrif sem virðast vera mikilvægari fyrir duft með mikið sérstakt svæði og efni með mikla hitaleiðni.GranuDrum var notað til að meta flæði, GranuPack var notað fyrir kraftmikla pökkunargreiningu og GranuCharge var notað til að greina þrírafmagn dufts í snertingu við 316L ryðfrítt stálrör.
Þessar niðurstöður voru ákvarðaðar með GranuPack, sem sýndi framfarir á Hausner-stuðlinum fyrir hvert duft (að undanskildu sýni A, vegna stærðar villanna) eftir hitaálagsferlið.Engin skýr þróun fannst fyrir pökkunarbreytuna (n1/2) þar sem sumar vörur sýndu aukinn pökkunarhraða á meðan aðrar höfðu andstæðuáhrif (td sýni B og C).