Vi bruker informasjonskapsler for å forbedre opplevelsen din. Ved å fortsette å bruke dette nettstedet godtar du vår bruk av informasjonskapsler. Mer informasjon.
I en fersk artikkel publisert i tidsskriftet Additive Manufacturing Letters diskuterer forskere nytten av kjemisk etset rustfritt stålsprut for å forlenge pulverets levetid i additiv produksjon.
Forskning: Forlengelse av pulverlevetid i additiv produksjon: Kjemisk etsing av sprut i rustfritt stål. Bildekreditt: MarinaGrigorivna/Shutterstock.com
Metalllaserpulverbedfusjon (LPBF) Sprutpartikler produseres av smeltede dråper som skyves ut av smeltebassenget eller pulverpartikler som varmes opp til nær eller over smeltepunktet når de passerer gjennom laserstrålen.
Til tross for bruk av et inert miljø, fremmer metallets høye reaktivitet nær smeltetemperaturen oksidasjon. Selv om sprutpartikler som kastes ut under LPBF smelter i det minste kort på overflaten, er det sannsynlig at det vil forekomme diffusjon av flyktige elementer til overflaten, og disse elementene med høy affinitet for oksygen produserer tykke oksidlag.
Siden partialtrykket av oksygen i LPBF vanligvis er høyere enn ved gassforstøvning, øker muligheten for binding med oksygen.
Sprut fra rustfritt stål og nikkelbaserte legeringer er kjent for å oksidere raskt og danne øyer på opptil flere meters tykkelse. I tillegg er rustfritt stål og nikkelbaserte legeringer, slik som de som produserer øylignende oksidsprut, oftere maskinerte materialer i LPBF, og bruk av denne metoden på mer typiske LPBF-metallsprut viser at kjemisk fornyelse er kritisk for pulver på vanlig måte.
(a) SEM-bilde av sprutpartikler i rustfritt stål, (b) eksperimentell metode for termisk kjemisk etsing, (c) LPBF-behandling av deoksiderte sprutpartikler. Bildekreditt: Murray, J. W, et al., Additive Manufacturing Letters
I denne studien benyttet forfatterne en ny kjemisk etseteknikk for å fjerne oksider fra overflaten av oksidert sprutpulver av rustfritt stål. Metalloppløsning rundt og under oksidøyene på pulveret brukes som den primære mekanismen for oksidfjerning, noe som muliggjør mer aggressiv oksidfjerning. Sprut-, etse- og jomfrupulveret ble siktet til samme pulverstørrelsesområde for LPBF-prosessering.
Teamet viste hvordan man fjerner oksider fra sprutpartikler i rustfritt stål, spesielt de som ble isolert ved hjelp av kjemiske teknikker for å danne Si- og Mn-rike oksidøyer på pulveroverflaten. 316 liter sprut ble samlet fra pulverlaget til LPBF-utskrifter og kjemisk etset ved nedsenking. Etter å ha siktet alle partiklene til samme størrelsesområde, behandler LPBF dem i en enkelt omgang med optimalisert etset sprut og virgin rustfritt stål.
Forskerne så på temperatur samt to forskjellige etsemidler i rustfritt stål. Etter screening til samme størrelsesområde ble LPBF-enkeltspor laget ved å bruke lignende jomfruelige pulver, sprutpulver og effektivt etsede sprutpulver.
Individuelle LPBF-spor generert fra sprut, etsesprut og rent pulver. Bildet med høy forstørrelse viser at oksidlaget som er utbredt på det forstøvede sporet, er eliminert på det etsede forstøvede sporet. Det originale pulveret viste at noen oksider fortsatt var tilstede. Bildekreditt: Murray, J. W, et al., Additive Manufacturing Letters
Oksiddekning på sprutpulver av 316L rustfritt stål ble redusert med en faktor på 10, fra 7 % til 0,7 % etter at Ralphs reagens ble varmet opp til 65 °C i et vannbad i 1 time. Ved å kartlegge det store området viste EDX-data en reduksjon i oksygennivåer fra 13,5 % til 4,5 %.
Etset sprut har et lavere oksidslaggbelegg på sporoverflaten sammenlignet med sprut. I tillegg øker kjemisk etsing av pulveret assimileringen av pulveret på sporet. Kjemisk etsing har potensial til å forbedre gjenbrukbarheten og holdbarheten til sprut eller massebrukspulver laget av mye brukte og korrosjonsbestandige rustfrie stålpulver.
Over hele siktstørrelsesområdet 45–63 µm forklarer de gjenværende agglomererte partiklene i det etsede og uetsede sprutpulveret hvorfor sporvolumene av det etsede og sprutede pulveret er like, mens volumene av det opprinnelige pulveret er omtrent 50 % større. Agglomererte eller satellittdannende pulvere ble observert å påvirke bulktettheten og dermed volumet.
Etset sprut har et lavere oksidslaggbelegg på sporoverflaten sammenlignet med sprut. Når oksidene fjernes kjemisk, viser de halvbundne og bare pulverne tegn på bedre binding av de reduserte oksidene, noe som tilskrives bedre fuktbarhet.
Skjematisk fremstilling av fordelene med LPBF-behandling ved kjemisk fjerning av oksider fra sprutpulver i systemer av rustfritt stål. Utmerket fuktbarhet oppnås ved å eliminere oksider. Bildekreditt: Murray, J. W, et al., Additive Manufacturing Letters
Oppsummert brukte denne studien en kjemisk etseprosedyre for å kjemisk regenerere sterkt oksidert sprutpulver av rustfritt stål ved nedsenking i Ralphs reagens, en løsning av jern(III)klorid og kobber(II)klorid i saltsyre. Det ble observert at nedsenking i den oppvarmede Ralph-etsemiddelløsningen i 1 time resulterte i en 10-ganger reduksjon i oksidarealdekning på det sprutede pulveret.
Forfatterne mener at kjemisk etsing har potensial til å forbedres og brukes i større skala for å fornye flere gjenbrukte sprutpartikler eller LPBF-pulver, og dermed øke verdien av dyre pulverbaserte materialer.
Murray, JW, Speidel, A., Spierings, A. et al. Forlengelse av pulverlevetid i additiv produksjon: kjemisk etsing av sprut i rustfritt stål. Additive Manufacturing Letters 100057 (2022). https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772369022000317
Ansvarsfraskrivelse: Synspunktene som uttrykkes her er forfatterens egne synspunkter og representerer ikke nødvendigvis synspunktene til AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, eieren og operatøren av dette nettstedet. Denne ansvarsfraskrivelsen er en del av vilkårene og betingelsene for bruk av dette nettstedet.
Surbhi Jain er en frilans teknisk skribent basert i Delhi, India. Hun har en doktorgrad. Hun tok en doktorgrad i fysikk fra Universitetet i Delhi og deltok i en rekke vitenskapelige, kulturelle og sportslige aktiviteter. Hennes akademiske bakgrunn er innen materialvitenskapelig forskning, med spesialisering i utvikling av optiske enheter og sensorer. Hun har omfattende erfaring med innholdsskriving, redigering, eksperimentell dataanalyse og prosjektledelse, og har publisert 7 forskningsartikler i Scopus-indekserte tidsskrifter og søkt om 2 indiske patenter basert på forskningsarbeidet sitt. Hun er lidenskapelig opptatt av lesing, skriving, forskning og teknologi, og liker å lage mat, spille skuespill, hagearbeid og sport.
Jainisme, Subi. (24. mai 2022). Ny kjemisk etsemetode fjerner oksider fra oksidert rustfritt stålpulver. AZOM. Hentet 21. juli 2022 fra https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
Jainisme, Subi. «Ny kjemisk etsemetode for å fjerne oksider fra oksidert sprutpulver av rustfritt stål». AZOM. 21. juli 2022.
Jainisme, Subi. «Ny kjemisk etsemetode for å fjerne oksider fra oksidert sprutpulver av rustfritt stål». AZOM. https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143. (Besøkt 21. juli 2022).
Jainisme, Subi.2022. Ny kjemisk etsemetode for å fjerne oksider fra oksidert rustfritt stålpulver. AZoM, besøkt 21. juli 2022, https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
På Advanced Materials i juni 2022 snakket AZoM med Ben Melrose fra International Syalons om markedet for avanserte materialer, Industri 4.0 og arbeidet mot netto nullutslipp.
På Advanced Materials snakket AZoM med Vig Sherrill fra General Graphene om fremtiden til grafen og hvordan deres nye produksjonsteknologi vil redusere kostnadene for å åpne opp en helt ny verden av bruksområder i fremtiden.
I dette intervjuet snakker AZoM med Levicrons president Dr. Ralf Dupont om potensialet til den nye (U)ASD-H25-motorspindelen for halvlederindustrien.
Oppdag OTT Parsivel², en laserforskyvningsmåler som kan brukes til å måle alle typer nedbør. Den lar brukere samle inn data om størrelsen og hastigheten til fallende partikler.
Environics tilbyr selvstendige permeasjonssystemer for ett eller flere engangspermeasjonsrør.
MiniFlash FPA Vision Autosampler fra Grabner Instruments er en autosampler med 12 posisjoner. Det er et automatiseringstilbehør designet for bruk med MINIFLASH FP Vision Analyzer.
Denne artikkelen gir en vurdering av uttjent levetid for litiumionbatterier, med fokus på resirkulering av det økende antallet brukte litiumionbatterier for å muliggjøre bærekraftige og sirkulære tilnærminger til batteribruk og gjenbruk.
Korrosjon er nedbrytning av en legering på grunn av eksponering for miljøet. Ulike teknikker brukes for å forhindre korrosjonsforringelse av metalllegeringer utsatt for atmosfæriske eller andre ugunstige forhold.
På grunn av den økende etterspørselen etter energi øker også etterspørselen etter kjernebrensel, noe som ytterligere fører til en betydelig økning i etterspørselen etter teknologi for inspeksjon etter bestråling (PIE).