Mes naudojame slapukus, kad pagerintume jūsų patirtį.Toliau naršydami šioje svetainėje sutinkate su mūsų slapukų naudojimu.Papildoma informacija.
Priedo gamyba (AM) apima 3D objektų kūrimą, po vieną itin ploną sluoksnį, todėl tai yra brangesnė nei tradicinis apdorojimas.Tačiau tik nedidelė miltelių dalis yra privirinama prie komponento surinkimo proceso metu.Likusieji nesusilieja, todėl juos galima naudoti pakartotinai.Priešingai, jei objektas sukurtas klasikiniu būdu, norint pašalinti medžiagą, paprastai reikia frezuoti ir apdirbti.
Miltelių savybės lemia mašinos parametrus ir pirmiausia į jas reikia atsižvelgti.AM kaina nebūtų ekonomiška, nes neištirpę milteliai yra užteršti ir netinkami perdirbti.Miltelių skilimas sukelia du reiškinius: cheminis produkto modifikavimas ir mechaninių savybių, tokių kaip morfologija ir dalelių dydžio pasiskirstymas, pokyčiai.
Pirmuoju atveju pagrindinė užduotis yra sukurti tvirtas struktūras, turinčias grynų lydinių, todėl turime vengti miltelių užteršimo, pavyzdžiui, oksidais ar nitridais.Pastarajame reiškinyje 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 pasiskirstymą AM, remiantis miltelių sluoksniu.Kalbant apie žaliavos (arba miltelių) apibūdinimą, rinkoje yra keli svarbūs matavimo metodai, kurie gali patenkinti šį reikalavimą.Įtempių būsena ir miltelių srauto laukas turi būti vienodi matavimo sąrankoje ir procese.Gniuždymo apkrovų buvimas nesuderinamas su laisvu paviršiaus srautu, naudojamu IM įrenginiuose šlyties testeriuose ir klasikiniuose reometruose.
GranuTools sukūrė AM miltelių apibūdinimo darbo eigą.Mūsų pagrindinis tikslas yra aprūpinti kiekvieną geometriją tiksliu proceso modeliavimo įrankiu, o ši darbo eiga naudojama norint suprasti ir sekti miltelių kokybės raidą įvairiuose spausdinimo procesuose.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 elektros krūvį.Milteliai buvo analizuojami dėl takumo (GranuDrum instrumentas), pakavimo kinetikos (GranuPack prietaisas) ir elektrostatinės elgsenos (GranuCharge instrumentas).Sanglaudos ir pakavimo kinetikos matavimai yra tinkami miltelių kokybei stebėti.
Lengvai dengiami milteliai turės žemus rišlumo rodiklius, o greitos užpildymo dinamikos milteliai gamins mažesnio poringumo mechanines dalis, palyginti su sunkiau užpildomais produktais.
Po kelių mėnesių laikymo mūsų laboratorijoje buvo atrinkti trys aliuminio lydinio milteliai su skirtingu dalelių dydžio pasiskirstymu (AlSi10Mg) ir vienas 316L nerūdijančio plieno mėginys, čia vadinami A, B ir C pavyzdžiais. Mėginių savybės 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 neištirpę milteliai laikomi užterštais ir netinkamais perdirbti, tai priedų gamyba nėra tokia ekonomiška, kaip būtų galima tikėtis.Todėl bus tiriami trys parametrai: miltelių srautas, pakavimo dinamika 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.Užpildymo dinamika yra antras pagrindinis parametras, nes greitai užpildomi milteliai užtikrina mažą poringumą.Šis elgesys matuojamas naudojant GranuPack, kurio vertė yra n1/2.
Elektrinių krūvių buvimas milteliuose sukuria sanglaudos jėgas, dėl kurių susidaro aglomeratai.GranuCharge matuoja miltelių gebėjimą generuoti elektrostatinį krūvį, kai jie liečiasi su pasirinktomis medžiagomis srauto metu.
Apdorojimo metu GranuCharge gali numatyti srauto pablogėjimą, pavyzdžiui, formuojant sluoksnį 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 užprogramuotas miltelių srauto matavimo metodas, pagrįstas besisukančio būgno principu.Pusė miltelių mėginio yra horizontaliame cilindre su skaidriomis šoninėmis sienelėmis.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 dinaminės sanglaudos koeficientas σf, susijęs su tarpsluoksniu sukibimu, analizuojamas pagal sąsajos svyravimus.
Srauto kampą veikia daugybė parametrų: trintis, forma ir dalelių sanglauda (van der Waals, elektrostatinės ir kapiliarinės jėgos).Dėl vientisų miltelių teka su pertrūkiais, o dėl neklampių miltelių – reguliarus tekėjimas.Mažos srauto kampo αf reikšmės atitinka gerą srautą.Dinaminis sukibimo indeksas, artimas nuliui, atitinka nesukibusius miltelius, todėl didėjant miltelių sukibimui, atitinkamai didėja ir sukibimo indeksas.
GranuDrum leidžia išmatuoti pirmąjį 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 žinomi kaip „sriegimo testai“) idealiai tinka miltelių apibūdinimui dėl jų matavimo paprastumo ir greičio.Miltelių tankis ir galimybė padidinti jų tankį yra svarbūs parametrai sandėliuojant, transportuojant, aglomeruojant ir pan. Rekomenduojamos procedūros aprašytos Farmakopėjoje.
Šis paprastas testas turi tris pagrindinius trūkumus.Matavimas priklauso nuo operatoriaus, o užpildymo būdas turi įtakos pradiniam miltelių tūriui.Išmatuojant bendrą tūrį, gali atsirasti rimtų rezultatų klaidų.Dėl eksperimento paprastumo neatsižvelgėme į tankinimo dinamiką tarp pradinių ir galutinių matavimų.
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 nepateikiami.Milteliai dedami į metalinį vamzdelį per griežtą automatizavimo procesą.Iš tankinimo kreivės pašalintas dinaminio parametro n1/2 ir didžiausio tankio ρ(∞) ekstrapoliacija.
Lengvas tuščiaviduris cilindras yra ant miltelių sluoksnio, kad miltelių ir oro sąsaja būtų lygiai tankinant.Vamzdis, kuriame yra miltelių mėginys, pakyla iki fiksuoto aukščio ΔZ ir laisvai krenta aukštyje, paprastai nustatytame ΔZ = 1 mm arba ΔZ = 3 mm, kuris automatiškai matuojamas po kiekvieno prisilietimo.Apskaičiuokite krūvos tūrį V iš aukščio.
Tankis – masės m santykis su miltelių sluoksnio tūriu V. Miltelių masė m yra žinoma, tankis ρ taikomas po kiekvieno smūgio.
Hausnerio koeficientas Hr yra susijęs su tankinimo koeficientu ir analizuojamas pagal lygtį Hr = ρ(500) / ρ(0), kur ρ(0) yra pradinis tūrinis tankis, o ρ(500) yra apskaičiuotas srautas po 500 ciklų.Tankio čiaupas.Naudojant GranuPack metodą, rezultatai atkuriami naudojant nedidelį kiekį miltelių (dažniausiai 35 ml).
Miltelių savybės ir medžiagos, iš kurios pagamintas prietaisas, savybės yra pagrindiniai parametrai.Srauto metu miltelių viduje susidaro elektrostatiniai krūviai dėl triboelektrinio efekto, tai yra krūvių pasikeitimas, kai susiliečia dvi kietosios medžiagos.
Kai milteliai teka prietaiso viduje, dalelių sąlytyje ir dalelių bei prietaiso kontakte atsiranda triboelektrinis efektas.
Susilietus su pasirinkta medžiaga, GranuCharge automatiškai matuoja elektrostatinio krūvio kiekį, susidarantį miltelių viduje srauto metu.Miltelių mėginys teka vibruojančio V formos vamzdelio viduje ir patenka į Faradėjaus puodelį, prijungtą prie elektrometro, kuris matuoja krūvį, gautą milteliams judant V formos vamzdelio viduje.Kad rezultatai būtų atkuriami, V formos vamzdeliams tiekti dažnai naudokite besisukantį arba vibruojantį įrenginį.
Dėl triboelektrinio efekto vienas objektas savo paviršiuje įgyja elektronų ir taip įkraunamas neigiamai, o kitas objektas praranda elektronus ir taip įkraunamas teigiamai.Kai kurios medžiagos elektronus įgyja lengviau nei kitos, o kitos medžiagos lengviau praranda elektronus.
Kuri medžiaga tampa neigiama, o kuri teigiama, priklauso nuo santykinio dalyvaujančių medžiagų polinkio įgyti arba prarasti elektronus.Norint parodyti šias tendencijas, buvo sukurta 1 lentelėje parodyta triboelektrinė serija.Medžiagos, turinčios teigiamą krūvio tendenciją ir kitos, turinčios neigiamą krūvio tendenciją, pateikiamos, o medžiagų metodai, kurie nerodo jokios elgsenos tendencijos, pateikiami lentelės viduryje.
Kita vertus, lentelėje pateikiama tik informacija apie medžiagų įkrovimo tendencijas, todėl „GranuCharge“ buvo sukurta siekiant pateikti tikslias skaitines miltelių įkrovimo reikšmes.
Buvo atlikti keli eksperimentai terminio skilimo analizei.Mėginiai buvo laikomi 200 ° C temperatūroje nuo vienos iki dviejų valandų.Tada milteliai nedelsiant analizuojami GranuDrum (karštas pavadinimas).Tada milteliai buvo dedami į talpyklą, kol pasiekė aplinkos temperatūrą, ir tada analizuojami naudojant GranuDrum, GranuPack ir GranuCharge (ty „šaltą“).
Neapdoroti mėginiai buvo analizuojami naudojant „GranuPack“, „GranuDrum“ ir „GranuCharge“ esant tos pačios patalpos drėgmei / temperatūrai (ty 35,0 ± 1,5 % santykiniam drėgniui ir 21,0 ± 1,0 °C temperatūrai).
Sanglaudos indeksas apskaičiuoja miltelių takumą ir koreliuoja su sąsajos padėties pokyčiais (milteliai/oras), tai yra tik trys kontaktinės jėgos (van der Waals, kapiliarinės ir elektrostatinės jėgos).Prieš eksperimentą buvo fiksuojamas santykinis oro drėgnumas (RH, %) ir temperatūra (°C).Tada milteliai buvo supilti į būgną ir prasidėjo eksperimentas.
Atsižvelgdami į tiksotropinius parametrus padarėme išvadą, kad šie produktai nėra jautrūs aglomeracijai.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 sutirštėjimą.Kiekvienas milteliai buvo geriau tepami (ty mažesnis sanglaudos indeksas) po kaitinimo ir aušinimo.
Temperatūros poveikis taip pat priklauso nuo konkretaus dalelių ploto.Kuo didesnis medžiagos šilumos laidumas, tuo didesnis poveikis temperatūrai (ty ???225°?=250?.?-1.?-1) ir ???316?.225°?=19?.?-1.?-1) Kuo mažesnė dalelė, tuo didesnis temperatūros poveikis.Aliuminio lydinio milteliai puikiai tinka naudoti aukštoje temperatūroje dėl padidinto tepimo, o net atšaldyti bandiniai pasiekia geresnį takumą nei originalūs milteliai.
Kiekvienam GranuPack eksperimentui prieš kiekvieną eksperimentą buvo registruojama miltelių masė, o mėginys buvo pataikytas 500 kartų 1 Hz smūgio dažniu, o matavimo kameroje laisvas kritimas 1 mm (smūgio energija ∝).Mėginys išpilstomas į matavimo kamerą pagal vartotojo nepriklausomas programinės įrangos instrukcijas.Tada matavimai buvo pakartoti du kartus, kad būtų įvertintas atkuriamumas ir ištirtas vidutinis ir standartinis nuokrypis.
Užbaigus GranuPack analizę, pradinis tūrinis tankis (ρ(0)), galutinis tūrinis tankis (atliekant kelis čiaupus, n = 500, ty ρ(500)), Hausnerio santykis/Carr indeksas (Hr/Cr) ir du registracijos parametrai (n1/2 ir τ), susiję su tankinimo kinetika.Taip pat parodytas optimalus tankis ρ(∞) (žr. 1 priedą).Žemiau esančioje lentelėje restruktūrizuojami eksperimentiniai duomenys.
6 ir 7 paveiksluose parodyta bendra sutankinimo kreivė (tūrinis tankis ir smūgių skaičius) ir n1/2/Hausnerio parametrų santykis.Klaidų juostos, apskaičiuotos naudojant vidurkį, rodomos kiekvienoje kreivėje, o standartiniai nuokrypiai buvo apskaičiuoti atliekant pakartojamumo testą.
316 l nerūdijančio plieno gaminys buvo sunkiausias produktas (ρ(0) = 4,554 g/mL).Kalbant apie bakstelėjimo tankį, SS 316L išlieka sunkiausi milteliai (ρ(n) = 5,044 g/mL), po to seka A mėginys (ρ(n) = 1,668 g/mL), o po to seka B mėginys (ρ(n) = 1,668 g/ml)./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 paklaidas (1,380 g/ml), B ir C mėginių vertė yra maždaug vienoda.
Kaitinant miltelius, jų Hausnerio santykis mažėja, ir tai pasireiškia tik B, C ir SS 316L mėginiuose.A pavyzdžio nebuvo įmanoma atlikti dėl klaidų juostų dydžio.n1/2 parametrų tendencijos pabraukimas yra sudėtingesnis.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 vamzdelius.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 buvo užregistruota miltelių masė (mp, g), santykinė oro drėgmė (RH, %) ir temperatūra (°C).Bandymo pradžioje pirminių miltelių krūvio tankis (q0 µC/kg) buvo išmatuotas įdedant miltelius į Faradėjaus puodelį.Galiausiai buvo fiksuota miltelių masė ir apskaičiuotas galutinis krūvio tankis (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 rodomi kaip histograma (rodomi tik q0 ir Δq).SS 316L turi mažiausią pradinį įkrovimą;taip gali būti dėl to, kad šis produktas turi didžiausią PSD.Kalbant apie pradinį pirminio aliuminio lydinio miltelių pakrovimą, dėl klaidų dydžio negalima daryti išvadų.
Po kontakto su 316L nerūdijančio plieno vamzdžiu, A mėginys gavo mažiausiai krūvio, o milteliai B ir C parodė panašią tendenciją, jei SS 316L milteliai buvo įtrinti į SS 316L, buvo rastas įkrovos tankis, artimas 0 (žr. triboelektrinę seriją).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 labai įdomi.A ir B pavyzdžiuose pradinis krūvis sumažėjo, o galutinis krūvis perėjo 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).
Mes ištyrėme terminio skilimo poveikį aliuminio lydinio (AlSi10Mg) ir 316L nerūdijančio plieno miltelių kombinuotai elgsenai, o originalūs milteliai buvo analizuojami po 2 valandų 200 °C temperatūroje ore.
Miltelių naudojimas aukštesnėje temperatūroje gali pagerinti produkto takumą, o šis poveikis yra svarbesnis milteliams, kurių specifinis plotas didelis, ir medžiagoms, turinčioms didelį šilumos laidumą.„GranuDrum“ buvo naudojamas srautui įvertinti, „GranuPack“ buvo naudojamas dinaminei pakavimo analizei, o „GranuCharge“ buvo naudojamas miltelių, besiliečiančių su 316 l nerūdijančio plieno vamzdžiu, triboelektrumui analizuoti.
Šie rezultatai buvo nustatyti naudojant GranuPack, kuris parodė Hausnerio koeficiento pagerėjimą kiekvienam milteliui (išskyrus A mėginį, dėl klaidų dydžio) po terminio įtempio proceso.Nerasta aiškios pakavimo parametro (n1/2) tendencijos, nes kai kurie produktai padidino pakavimo greitį, o kiti turėjo kontrastingą poveikį (pvz., B ir C pavyzdžiai).