Folosim cookie-uri pentru a vă îmbunătăți experiența. Prin continuarea navigării pe acest site, sunteți de acord cu utilizarea cookie-urilor de către noi. Mai multe informații.
Într-un articol recent publicat în revista Additive Manufacturing Letters, cercetătorii discută utilitatea stropilor de oțel inoxidabil gravați chimic pentru prelungirea duratei de viață a pulberii în fabricația aditivă.
Cercetare: Prelungirea duratei de viață a pulberii în fabricația aditivă: Gravarea chimică a stropilor de oțel inoxidabil. Credit imagine: MarinaGrigorivna/Shutterstock.com
Fuziunea cu pat de pulbere laser metalică (LPBF) - Particulele stropite sunt produse de picăturile topite expulzate din baia topită sau de particulele de pulbere încălzite aproape de sau peste punctul de topire pe măsură ce trec prin fasciculul laser.
În ciuda utilizării unui mediu inert, reactivitatea ridicată a metalului în apropierea temperaturii sale de topire promovează oxidarea. Deși particulele de stropire ejectate în timpul LPBF se topesc cel puțin pentru scurt timp la suprafață, este probabil să aibă loc difuzia elementelor volatile la suprafață, iar aceste elemente cu afinitate mare pentru oxigen produc straturi groase de oxid.
Deoarece presiunea parțială a oxigenului în LPBF este de obicei mai mare decât cea din atomizarea gazului, posibilitatea de legare cu oxigenul este crescută.
Stropii de oțel inoxidabil și aliaje pe bază de nichel sunt cunoscuți pentru oxidarea rapidă, formând insule de până la câțiva metri grosime. În plus, oțelurile inoxidabile și aliajele pe bază de nichel, cum ar fi cele care produc stropi de oxid de tip insulă, sunt materiale prelucrate mai frecvent în LPBF, iar aplicarea acestei metode la stropi de metal LPBF mai tipici pentru a demonstra că reînnoirea chimică este esențială pentru pulbere în mod obișnuit.
(a) Imagine SEM a particulelor de stropi de oțel inoxidabil, (b) metodă experimentală de gravare chimică termică, (c) tratament LPBF al particulelor de stropi dezoxidate. Credit imagine: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
În acest studiu, autorii au folosit o nouă tehnică de gravare chimică pentru a îndepărta oxizii de pe suprafața pulberilor de oțel inoxidabil oxidat stropite. Dizolvarea metalului în jurul și dedesubtul insulelor de oxid de pe pulbere este utilizată ca mecanism principal pentru îndepărtarea oxidului, ceea ce permite o îndepărtare mai agresivă a acestuia. Pulberile de stropire, gravate și virgine au fost cernute în același interval granulometric pentru procesarea LPBF.
Echipa a arătat cum se îndepărtează oxizii din particulele de stropi de oțel inoxidabil, în special cei care au fost izolați folosind tehnici chimice pentru a forma insule de oxid bogate în Si și Mn pe suprafața pulberii. 316 litri de stropi au fost colectați din patul de pulbere al imprimărilor LPBF și gravați chimic prin imersie. După sortarea tuturor particulelor la același interval de dimensiuni, LPBF le procesează într-o singură trecere cu stropi gravați optimizați și oțel inoxidabil virgin.
Cercetătorii au analizat temperatura, precum și doi agenți de gravare diferiți din oțel inoxidabil. După screening-ul la același interval de dimensiuni, au fost create piste individuale LPBF folosind pulberi virgine similare, pulberi de stropire și pulberi de stropire gravate eficient.
Urme individuale LPBF generate din stropi, stropi gravați și pulbere pură. Imaginea cu mărire mare arată că stratul de oxid predominant pe pista pulverizată este eliminat pe pista gravată prin pulverizare. Pulberea originală a arătat că unii oxizi erau încă prezenți. Credit imagine: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
Acoperirea zonei de oxid a pulberii de stropire din oțel inoxidabil 316L a scăzut cu un factor de 10, de la 7% la 0,7% după ce reactivul Ralph a fost încălzit la 65 °C într-o baie de apă timp de 1 oră. Cartografiind zona extinsă, datele EDX au arătat o reducere a nivelului de oxigen de la 13,5% la 4,5%.
Stropii gravați au un strat de zgură de oxid mai scăzut pe suprafața șinei în comparație cu stropii. În plus, gravarea chimică a pulberii crește asimilarea pulberii pe șină. Gravarea chimică are potențialul de a îmbunătăți reutilizabilitatea și durabilitatea stropilor sau a pulberilor de uz masiv, fabricate din pulberi de oțel inoxidabil utilizate pe scară largă și rezistente la coroziune.
Pe întreg intervalul de dimensiuni ale sitei de 45-63 µm, particulele aglomerate rămase în pulberile stropite gravate și negravate explică de ce volumele urmelor pulberilor gravate și stropite sunt similare, în timp ce volumele pulberilor originale sunt cu aproximativ 50% mai mari. S-a observat că pulberile aglomerate sau care formează sateliți afectează densitatea în vrac și, prin urmare, volumul.
Stropii gravați au un strat de zgură de oxid mai scăzut pe suprafața șinei în comparație cu stropii. Când oxizii sunt îndepărtați chimic, pulberile semilegate și cele goale demonstrează o legare mai bună a oxizilor reduși, ceea ce este atribuit unei umectabilități mai bune.
Schemă care prezintă beneficiile tratamentului LPBF la îndepărtarea chimică a oxizilor din pulberea stropită în sistemele din oțel inoxidabil. O umectabilitate excelentă se obține prin eliminarea oxizilor. Credit imagine: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
În concluzie, acest studiu a utilizat o procedură de gravare chimică pentru a regenera chimic pulberi stropite de oțel inoxidabil puternic oxidate prin imersie în reactivul Ralph, o soluție de clorură ferică și clorură cuprică în acid clorhidric. S-a observat că imersia în soluția încălzită de gravare Ralph timp de 1 oră a dus la o reducere de 10 ori a suprafeței de oxid acoperite cu pulberea stropită.
Autorii consideră că gravarea chimică are potențialul de a fi îmbunătățită și utilizată la o scară mai largă pentru a reînnoi multiple particule de stropire reutilizate sau pulberi LPBF, crescând astfel valoarea materialelor scumpe pe bază de pulbere.
Murray, JW, Speidel, A., Spierings, A. și alții. Prelungirea duratei de viață a pulberii în fabricația aditivă: gravarea chimică a stropilor de oțel inoxidabil. Additive Manufacturing Letters 100057 (2022). https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772369022000317
Exonerare de răspundere: Opiniile exprimate aici sunt cele ale autorului în nume personal și nu reprezintă neapărat opiniile AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, proprietarul și operatorul acestui site web. Această exonerare de răspundere face parte din termenii și condițiile de utilizare ale acestui site web.
Surbhi Jain este o scriitoare tehnică independentă, cu sediul în Delhi, India. Are un doctorat în fizică de la Universitatea din Delhi și a participat la o serie de activități științifice, culturale și sportive. Formarea sa academică este în cercetarea științei materialelor, specializându-se în dezvoltarea de dispozitive optice și senzori. Are o vastă experiență în scrierea de conținut, editare, analiza datelor experimentale și managementul de proiecte și a publicat 7 lucrări de cercetare în reviste indexate Scopus și a depus 2 brevete indiene bazate pe munca sa de cercetare. Pasionată de lectură, scris, cercetare și tehnologie, îi place gătitul, actoria, grădinăritul și sportul.
Jainism, Subi. (24 mai 2022). Nouă metodă de gravare chimică îndepărtează oxizii din pulberea de oțel inoxidabil oxidat. AZOM. Accesat la 21 iulie 2022 de pe https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
Jainism, Subi. „Nouă metodă de gravare chimică pentru îndepărtarea oxizilor din pulberea de stropire din oțel inoxidabil oxidat”. AZOM. 21 iulie 2022.
Jainism, Subi. „Nouă metodă de gravare chimică pentru îndepărtarea oxizilor din pulberea stropită cu oțel inoxidabil oxidat”. AZOM. https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143. (Accesat la 21 iulie 2022).
Jainism, Subi.2022. Nouă metodă de gravare chimică pentru îndepărtarea oxizilor din pulberea de oțel inoxidabil oxidat. AZoM, accesat la 21 iulie 2022, https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
La evenimentul Advanced Materials din iunie 2022, AZoM a discutat cu Ben Melrose de la International Syalons despre piața materialelor avansate, Industria 4.0 și tendința către emisii nete zero.
La Advanced Materials, AZoM a discutat cu Vig Sherrill de la General Graphene despre viitorul grafenului și despre modul în care noua lor tehnologie de producție va reduce costurile pentru a deschide o lume cu totul nouă de aplicații în viitor.
În acest interviu, AZoM discută cu președintele Levicron, Dr. Ralf Dupont, despre potențialul noului motor-ax (U)ASD-H25 pentru industria semiconductorilor.
Descoperiți OTT Parsivel², un aparat de măsurare a deplasării cu laser care poate fi utilizat pentru a măsura toate tipurile de precipitații. Acesta permite utilizatorilor să colecteze date despre dimensiunea și viteza particulelor care cad.
Environics oferă sisteme de permeație autonome pentru tuburi de permeație de unică folosință sau pentru mai multe tuburi de permeație de unică folosință.
Autosamplerul MiniFlash FPA Vision de la Grabner Instruments este un autosampler cu 12 poziții. Este un accesoriu de automatizare conceput pentru a fi utilizat cu analizorul MINIFLASH FP Vision.
Acest articol oferă o evaluare a sfârșitului de viață al bateriilor litiu-ion, cu accent pe reciclarea numărului tot mai mare de baterii litiu-ion uzate, pentru a permite abordări sustenabile și circulare privind utilizarea și reutilizarea bateriilor.
Coroziunea este degradarea unui aliaj din cauza expunerii la mediu. Diverse tehnici sunt utilizate pentru a preveni deteriorarea prin coroziune a aliajelor metalice expuse la condiții atmosferice sau alte condiții adverse.
Datorită creșterii cererii de energie, crește și cererea de combustibil nuclear, ceea ce duce la o creștere semnificativă a cererii de tehnologie de inspecție post-iradiere (PIE).