Ние користиме колачиња за да го подобриме вашето искуство.Продолжувајќи да ја прелистувате оваа страница, се согласувате со нашата употреба на колачиња.Дополнителни информации.
Производството на адитиви (AM) вклучува создавање 3D објекти, еден ултра тенок слој во исто време, што го прави поскап од традиционалната обработка.Сепак, само мал дел од прашокот се заварува на компонентата за време на процесот на склопување.Останатите не се спојуваат, па може повторно да се користат.Спротивно на тоа, ако предметот е создаден на класичен начин, обично бара мелење и обработка за да се отстрани материјалот.
Својствата на прав ги одредуваат параметрите на машината и мора да се земат предвид на прво место.Цената на АМ не би била економична со оглед на тоа што нестопениот прав е контаминиран и не може да се рециклира.Деградацијата на прав резултира со два феномена: хемиска модификација на производот и промени во механичките својства како што се морфологијата и дистрибуцијата на големината на честичките.
Во првиот случај, главната задача е да создадеме цврсти структури кои содржат чисти легури, така што треба да избегнеме контаминација на прав, на пример, со оксиди или нитриди.Во вториот феномен, овие параметри се поврзани со флуидност и распространост.Затоа, секоја промена во својствата на прашокот може да доведе до нееднаква дистрибуција на производот.
Податоците од неодамнешните публикации покажуваат дека класичните мерачи на проток не можат да обезбедат соодветни информации за дистрибуцијата на прашокот во АМ врз основа на креветот со прашок.Во однос на карактеризацијата на суровината (или прашокот), на пазарот постојат неколку релевантни методи на мерење кои можат да го задоволат ова барање.Состојбата на напрегање и полето за проток на прав мора да бидат исти во поставувањето на мерењето и во процесот.Присуството на компресивни оптоварувања е некомпатибилно со слободниот површински проток што се користи во IM уредите кај тестерите за стрижење и класичните реометри.
GranuTools разви работен тек за карактеризирање на AM пудрата.Нашата главна цел е да ја опремиме секоја геометрија со точна алатка за симулација на процеси, а овој работен тек се користи за разбирање и следење на еволуцијата на квалитетот на прав во различни процеси на печатење.Неколку стандардни алуминиумски легури (AlSi10Mg) беа избрани за различно времетраење при различни термички оптоварувања (од 100 до 200 °C).
Термичката деградација може да се контролира со анализа на способноста на прашокот да акумулира електричен полнеж.Прашокот беше анализиран за проточност (GranuDrum инструмент), кинетика на пакување (GranuPack инструмент) и електростатско однесување (GranuCharge инструмент).Мерењата на кохезијата и кинетиката на пакувањето се погодни за следење на квалитетот на прашокот.
Прашоците кои се лесни за нанесување ќе покажат ниски индекси на кохезија, додека прашоците со брза динамика на полнење ќе произведуваат механички делови со помала порозност во споредба со потешките производи за полнење.
По неколку месеци складирање во нашата лабораторија, беа избрани три прашоци од алуминиумска легура со различна дистрибуција на големина на честички (AlSi10Mg) и еден примерок од нерѓосувачки челик од 316L, овде означени како примероци A, B и C. Карактеристиките на примероците може да се разликуваат од другите производители.Дистрибуцијата на големината на честичките на примерокот беше измерена со ласерска дифракциона анализа/ISO 13320.
Бидејќи тие ги контролираат параметрите на машината, прво мора да се земат предвид својствата на прав, а ако нестопените прашоци се сметаат за контаминирани и не можат да се рециклираат, тогаш производството на адитиви не е толку економично како што може да се надеваме.Затоа, ќе се истражат три параметри: проток на прашок, динамика на пакување и електростатика.
Распространоста е поврзана со униформноста и „мазноста“ на слојот во прав по операцијата за повторно обложување.Ова е многу важно бидејќи мазните површини полесно се печатат и може да се испитаат со алатката GranuDrum со мерење на индексот на адхезија.
Бидејќи порите се слаби точки во материјалот, тие можат да доведат до пукнатини.Динамиката на полнење е вториот клучен параметар бидејќи прашокот за брзо полнење обезбедува ниска порозност.Ова однесување се мери со GranuPack со вредност од n1/2.
Присуството на електрични полнежи во прашокот создава кохезивни сили што доведуваат до формирање на агломерати.GranuCharge ја мери способноста на прашокот да генерира електростатско полнење кога е во контакт со избрани материјали за време на протокот.
За време на обработката, GranuCharge може да го предвиди влошувањето на протокот, на пример, кога формира слој во AM.Така, добиените мерења се многу чувствителни на состојбата на површината на зрното (оксидација, контаминација и грубост).Стареењето на обновениот прав потоа може точно да се измери (±0,5 nC).
GranuDrum е програмиран метод за мерење на протокот на прашок заснован на принципот на ротирачки барабан.Половина од примерокот од прав е содржан во хоризонтален цилиндар со проѕирни странични ѕидови.Тапанот се ротира околу својата оска со аголна брзина од 2 до 60 вртежи во минута, а CCD камерата фотографира (од 30 до 100 слики во интервали од 1 секунда).Интерфејсот воздух/прав се идентификува на секоја слика со помош на алгоритам за откривање рабови.
Пресметајте ја просечната позиција на интерфејсот и осцилациите околу оваа просечна позиција.За секоја брзина на ротација, аголот на проток (или „динамички агол на мирување“) αf се пресметува од средната позиција на интерфејсот, а динамичкиот фактор на кохезија σf поврзан со меѓужирното поврзување се анализира од флуктуациите на интерфејсот.
Аголот на проток е под влијание на голем број параметри: триење, форма и кохезија помеѓу честичките (ван дер Валс, електростатички и капиларни сили).Кохезивните прашоци резултираат со интермитентен проток, додека невискозните прашоци резултираат со редовен проток.Ниските вредности на аголот на проток αf одговараат на добар проток.Индексот на динамична адхезија блиску до нула одговара на некохезивен прав, така што како што се зголемува адхезијата на прашокот, индексот на адхезија соодветно се зголемува.
GranuDrum ви овозможува да го измерите првиот агол на лавината и аерацијата на прашокот за време на протокот, како и да го измерите индексот на адхезија σf и аголот на проток αf во зависност од брзината на ротација.
Мерењата на волуменската густина, густината на тапкање и Хауснеровиот сооднос на GranuPack (исто така познати како „тестови за прислушување“) се идеални за карактеризација на прав поради нивната леснотија и брзина на мерење.Густината на прашокот и способноста да се зголеми неговата густина се важни параметри за време на складирањето, транспортот, агломерацијата итн. Препорачаните процедури се наведени во Фармакопеја.
Овој едноставен тест има три главни недостатоци.Мерењето зависи од операторот, а начинот на полнење влијае на почетниот волумен на прашокот.Мерењето на вкупниот волумен може да доведе до сериозни грешки во резултатите.Поради едноставноста на експериментот, не ја земавме предвид динамиката на набивање помеѓу почетните и крајните мерења.
Однесувањето на прашокот внесен во континуираниот излез беше анализиран со помош на автоматизирана опрема.Прецизно измерете го Хауснеровиот коефициент Hr, почетната густина ρ(0) и конечната густина ρ(n) по n кликнувања.
Бројот на чешми обично е фиксиран на n=500.GranuPack е автоматизирано и напредно мерење на густината на прислушување базирано на неодамнешно динамичко истражување.
Може да се користат и други индекси, но тие не се дадени овде.Прашокот се става во метална цевка преку ригорозен автоматизиран процес на иницијализација.Екстраполацијата на динамичкиот параметар n1/2 и максималната густина ρ(∞) е отстранета од кривата на набивање.
Лесен шуплив цилиндар се наоѓа на врвот на креветот за прав за да го одржува нивото на интерфејсот прашок/воздух за време на набивањето.Цевката што го содржи примерокот од прав се крева до фиксна висина ΔZ и слободно паѓа на висина што обично е фиксирана на ΔZ = 1 mm или ΔZ = 3 mm, што автоматски се мери по секој допир.Пресметајте го волуменот V на купот од висината.
Густина е односот на масата m до волуменот на прашокот V. Масата на прашокот m е позната, густината ρ се применува по секое влијание.
Хауснеровиот коефициент Hr е поврзан со факторот на набивање и се анализира со равенката Hr = ρ(500) / ρ(0), каде ρ(0) е почетната волуменска маса и ρ(500) е пресметаниот проток по 500 циклуси.Допрете за густина.Кога се користи методот GranuPack, резултатите се репродуцираат со користење на мала количина прашок (обично 35 ml).
Карактеристиките на прашокот и својствата на материјалот од кој е направен уредот се клучни параметри.За време на протокот, електростатските полнежи се генерираат внатре во прав поради трибоелектричниот ефект, што е размена на полнежи кога две цврсти материи ќе дојдат во контакт.
Кога прашокот тече внатре во уредот, се јавува трибоелектричен ефект на контактот помеѓу честичките и на контактот помеѓу честичките и уредот.
По контакт со избраниот материјал, GranuCharge автоматски ја мери количината на електростатско полнење што се создава во прашокот за време на протокот.Примерокот од прав тече внатре во вибрирачката V-цевка и паѓа во чаша Фарадеј поврзана со електрометар што го мери полнежот добиен додека прашокот се движи во V-цевката.За репродуктивни резултати, користете ротирачки или вибрирачки уред за често напојување на V-цевките.
Трибоелектричниот ефект предизвикува еден објект да добие електрони на неговата површина и на тој начин да стане негативно наелектризиран, додека друг објект губи електрони и на тој начин станува позитивно наелектризиран.Некои материјали полесно добиваат електрони од другите, а слично, другите материјали полесно губат електрони.
Кој материјал станува негативен, а кој позитивен зависи од релативната склоност на вклучените материјали да добиваат или губат електрони.За да се претстават овие трендови, беше развиена трибоелектричната серија прикажана во Табела 1.Наведени се материјали со тренд на позитивен полнеж и други со тренд на негативен полнеж, а методите на материјали кои не покажуваат никаков тренд на однесување се наведени во средината на табелата.
Од друга страна, табелата дава информации само за трендовите во однесувањето на полнење на материјалите, така што GranuCharge е создаден за да обезбеди точни нумерички вредности за однесувањето на полнење на прашоци.
Беа спроведени неколку експерименти за да се анализира термичкото распаѓање.Примероците беа ставени на 200°C еден до два часа.Прашокот потоа веднаш се анализира со GranuDrum (жешко име).Прашокот потоа се става во контејнер додека не се постигне амбиентална температура и потоа се анализира со помош на GranuDrum, GranuPack и GranuCharge (т.е. „ладно“).
Суровите примероци беа анализирани со помош на GranuPack, GranuDrum и GranuCharge на иста влажност/температура во просторијата (т.е. 35,0 ± 1,5% RH и 21,0 ± 1,0 °C температура).
Индексот на кохезија ја пресметува протечноста на прашокот и корелира со промените во положбата на интерфејсот (прав/воздух), што е само три контактни сили (ван дер Валс, капиларни и електростатички сили).Пред експериментот, беа забележани релативната влажност на воздухот (RH, %) и температурата (°C).Потоа прашокот се истури во барабанот и започна експериментот.
Заклучивме дека овие производи не се подложни на агломерација кога се разгледуваат тиксотропните параметри.Интересно, термичкиот стрес го промени реолошкото однесување на прашокот од примероците А и Б од задебелување на смолкнување до разредување со смолкнување.Од друга страна, примероците C и SS 316L не беа засегнати од температурата и покажаа само задебелување на смолкнување.Секој прав имаше подобра размачкување (т.е. понизок индекс на кохезија) по загревањето и ладењето.
Температурниот ефект зависи и од специфичната област на честичките.Колку е поголема топлинската спроводливост на материјалот, толку е поголем ефектот врз температурата (т.е. ???225°?=250?.?-1.?-1) и ???316?.225°?=19?.?-1.?-1) Колку е помала честичката, толку е поголем ефектот на температурата.Прашокот од алуминиумска легура се одлични за примена на високи температури поради нивната зголемена размачканост, па дури и оладените примероци постигнуваат подобра проточност од оригиналните прашоци.
За секој експеримент на GranuPack, масата на прашокот беше снимена пред секој експеримент, а примерокот беше погоден 500 пати со фреквенција на удар од 1 Hz со слободен пад од 1 mm во мерната ќелија (енергија на удар ∝).Примерокот се дистрибуира во мерната ќелија според упатствата на софтверот независен од корисникот.Потоа, мерењата беа повторени двапати за да се процени репродуктивноста и да се испита просечната и стандардната девијација.
По завршувањето на анализата на GranuPack, почетната волуменска маса (ρ(0)), конечната волуменска маса (при повеќекратни чешми, n = 500, т.е. ρ(500)), Хауснеровиот сооднос/Carr индекс (Hr/Cr) и два параметри за регистрација (n1/2 и τ) поврзани со кинетиката на набивање.Оптималната густина ρ(∞) е исто така прикажана (види Додаток 1).Табелата подолу ги реструктуира експерименталните податоци.
На сликите 6 и 7 е прикажана севкупната крива на набивање (густина наспроти бројот на удари) и односот на параметарот n1/2/Hausner.Лентите за грешки пресметани со помош на средната вредност се прикажани на секоја крива, а стандардните отстапувања се пресметани со тестирање на повторливост.
Производот од нерѓосувачки челик од 316L беше најтешкиот производ (ρ(0) = 4,554 g/mL).Во однос на густината на тапкање, SS 316L останува најтешкиот прашок (ρ(n) = 5,044 g/mL), проследен со примерокот А (ρ(n) = 1,668 g/mL), а потоа следи примерокот B (ρ(n) = 1,668 g/ml)./ml) (n) = 1,645 g/ml).Примерокот C беше најнизок (ρ(n) = 1,581 g/mL).Според волуменската густина на почетниот прав, гледаме дека примерокот А е најлесниот, а земајќи ги предвид грешките (1,380 g / ml), примероците B и C имаат приближно иста вредност.
Како што се загрева прашокот, неговиот сооднос на Хауснер се намалува, а тоа се случува само кај примероците B, C и SS 316L.За примерокот А, не беше можно да се изврши поради големината на лентите за грешки.За n1/2, подвлекувањето на параметарскиот тренд е покомплексно.За примерокот A и SS 316L, вредноста на n1/2 се намали по 2 часа на 200°C, додека за прашоците B и C се зголеми по термичко оптоварување.
За секој експеримент на GranuCharge се користеше вибрирачки фидер (види Слика 8).Користете цевки од нерѓосувачки челик 316L.Мерењата се повторија 3 пати за да се процени репродуктивноста.Тежината на производот што се користеше за секое мерење беше приближно 40 ml и не беше пронајден прашок по мерењето.
Пред експериментот, беше забележана тежината на прашокот (mp, g), релативната влажност на воздухот (RH, %) и температурата (°C).На почетокот на тестот, густината на полнежот на примарниот прав (q0 во µC/kg) беше измерена со ставање на прашокот во чаша Фарадеј.Конечно, масата на прав беше фиксирана и конечната густина на полнеж (qf, μC/kg) и Δq (Δq = qf – q0) на крајот од експериментот беа пресметани.
Необработените податоци за GranuCharge се прикажани во Табела 2 и Слика 9 (σ е стандардното отстапување пресметано од резултатите од тестот за репродуктивност), а резултатите се прикажани како хистограм (прикажани се само q0 и Δq).SS 316L има најниско почетно полнење;ова може да се должи на фактот дека овој производ има највисок PSD.Кога станува збор за почетно полнење на прашокот од примарна легура на алуминиум, не може да се извлечат заклучоци поради големината на грешките.
По контакт со цевка од не'рѓосувачки челик од 316L, примерокот А доби најмала количина на полнење, додека прашокот B и C покажа сличен тренд, ако прашокот SS 316L се трие со SS 316L, беше пронајдена густина на полнење блиску до 0 (види трибоелектрична серија) .Производот Б е сè уште повеќе наполнет од А. За примерокот C, трендот продолжува (позитивно почетно полнење и финално полнење по истекување), но бројот на полнења се зголемува по термичка деградација.
По 2 часа термички стрес на 200 °C, однесувањето на прашокот станува многу интересно.Во примероците А и Б, почетното полнење се намали и конечниот полнеж се префрли од негативен во позитивен.Прашокот SS 316L имаше највисоко почетно полнење и неговата промена на густината на полнежот стана позитивна, но остана ниска (т.е. 0,033 nC/g).
Го истражувавме ефектот на термичка деградација врз комбинираното однесување на легура на алуминиум (AlSi10Mg) и прашоци од нерѓосувачки челик 316L, додека оригиналните прашоци беа анализирани по 2 часа на 200°C во воздух.
Употребата на прашоци на покачени температури може да ја подобри проточноста на производот, ефект кој се чини дека е поважен за прашоци со висока специфична површина и материјали со висока топлинска спроводливост.GranuDrum беше искористен за да се оцени протокот, GranuPack беше користен за динамична анализа на пакување, а GranuCharge беше искористен за анализа на трибоелектричноста на прашокот во контакт со цевка од нерѓосувачки челик 316L.
Овие резултати беа утврдени со помош на GranuPack, кој покажа подобрување на коефициентот на Хауснер за секој прав (со исклучок на примерокот А, поради големината на грешките) по процесот на термички стрес.Не беше пронајден јасен тренд за параметарот на пакување (n1/2), бидејќи некои производи покажаа зголемување на брзината на пакување, додека други имаа контрастно дејство (на пр. Примероци Б и В).