Tunatumia vidakuzi ili kuboresha matumizi yako. Kwa kuendelea kuvinjari tovuti hii, unakubali matumizi yetu ya vidakuzi. Maelezo ya Ziada.
Utengenezaji wa viongeza (AM) unahusisha kuunda vitu vya 3D, safu moja nyembamba sana kwa wakati mmoja, na kuifanya iwe ghali zaidi kuliko usindikaji wa kitamaduni. Hata hivyo, ni sehemu ndogo tu ya unga huunganishwa kwenye sehemu wakati wa mchakato wa kuunganisha. Vingine haviunganishwi, ili viweze kutumika tena. Kwa upande mwingine, ikiwa kitu kimeundwa kwa njia ya kitamaduni, kwa kawaida huhitaji kusaga na kuchakata ili kuondoa nyenzo.
Sifa za unga huamua vigezo vya mashine na lazima zizingatiwe hapo awali. Gharama ya AM haitakuwa ya kiuchumi ikizingatiwa kwamba unga ambao haujayeyuka umechafuliwa na hauwezi kutumika tena. Uharibifu wa unga husababisha matukio mawili: mabadiliko ya kemikali ya bidhaa na mabadiliko katika sifa za kiufundi kama vile mofolojia na usambazaji wa ukubwa wa chembe.
Katika kisa cha kwanza, kazi kuu ni kuunda miundo imara yenye aloi safi, kwa hivyo tunahitaji kuepuka uchafuzi wa unga, kwa mfano, na oksidi au nitridi. Katika hali ya mwisho, vigezo hivi vinahusishwa na umajimaji na usambaaji. Kwa hivyo, mabadiliko yoyote katika sifa za unga yanaweza kusababisha usambazaji usio sawa wa bidhaa.
Takwimu kutoka kwa machapisho ya hivi karibuni zinaonyesha kuwa mita za mtiririko wa kawaida haziwezi kutoa taarifa za kutosha kuhusu usambazaji wa unga katika AM kulingana na kitanda cha unga. Kuhusu uainishaji wa malighafi (au unga), kuna mbinu kadhaa muhimu za upimaji sokoni ambazo zinaweza kukidhi hitaji hili. Hali ya mkazo na uwanja wa mtiririko wa unga lazima ziwe sawa katika usanidi wa upimaji na katika mchakato. Uwepo wa mizigo ya kubana hauendani na mtiririko huru wa uso unaotumika katika vifaa vya IM katika vipimo vya kukata na rheometer za kawaida.
GranuTools imeunda mtiririko wa kazi wa kuainisha unga wa AM. Lengo letu kuu ni kuandaa kila jiometri na kifaa sahihi cha kuiga mchakato, na mtiririko huu wa kazi hutumika kuelewa na kufuatilia mageuko ya ubora wa unga katika michakato mbalimbali ya uchapishaji. Aloi kadhaa za kawaida za alumini (AlSi10Mg) zilichaguliwa kwa muda tofauti katika mizigo tofauti ya joto (kutoka 100 hadi 200 °C).
Uharibifu wa joto unaweza kudhibitiwa kwa kuchambua uwezo wa unga kukusanya chaji ya umeme. Poda zilichambuliwa kwa ajili ya mtiririko (chombo cha GranuDrum), kinetiki ya kufungasha (chombo cha GranuPack) na tabia ya umemetuamo (chombo cha GranuCharge). Vipimo vya mshikamano na kinetiki ya kufungasha vinafaa kwa ajili ya kufuatilia ubora wa unga.
Poda ambazo ni rahisi kupaka zitaonyesha viashiria vya mshikamano mdogo, huku poda zenye mienendo ya kujaza haraka zitatoa sehemu za mitambo zenye unyeyuko mdogo ikilinganishwa na bidhaa ngumu zaidi kujaza.
Baada ya miezi kadhaa ya kuhifadhi katika maabara yetu, poda tatu za aloi ya alumini zenye usambazaji tofauti wa ukubwa wa chembe (AlSi10Mg) na sampuli moja ya chuma cha pua ya lita 316 zilichaguliwa, hapa zinajulikana kama sampuli A, B na C. Sifa za sampuli zinaweza kutofautiana na wazalishaji wengine. Usambazaji wa ukubwa wa chembe za sampuli ulipimwa kwa uchambuzi wa mtawanyiko wa leza/ISO 13320.
Kwa sababu hudhibiti vigezo vya mashine, sifa za unga lazima zizingatiwe kwanza, na ikiwa unga ambao haujayeyushwa unachukuliwa kuwa umechafuliwa na hauwezi kutumika tena, basi utengenezaji wa viongezeo sio wa kiuchumi kama mtu anavyoweza kutarajia. Kwa hivyo, vigezo vitatu vitachunguzwa: mtiririko wa unga, mienendo ya ufungashaji na umemetuamo.
Uwezo wa kueneza unahusiana na usawa na "ulaini" wa safu ya unga baada ya operesheni ya kuifunika tena. Hii ni muhimu sana kwani nyuso laini ni rahisi kuchapisha na zinaweza kuchunguzwa kwa kutumia zana ya GranuDrum kwa kipimo cha faharisi ya kushikamana.
Kwa sababu vinyweleo ni sehemu dhaifu katika nyenzo, vinaweza kusababisha nyufa. Mienendo ya kujaza ni kigezo cha pili muhimu kwani poda za kujaza haraka hutoa vinyweleo vya chini. Tabia hii hupimwa na GranuPack yenye thamani ya n1/2.
Uwepo wa chaji za umeme kwenye unga huunda nguvu za mshikamano zinazosababisha uundaji wa agglomerates. GranuCharge hupima uwezo wa poda kutoa chaji ya umemetuamo inapogusana na nyenzo zilizochaguliwa wakati wa mtiririko.
Wakati wa usindikaji, GranuCharge inaweza kutabiri kuzorota kwa mtiririko, kwa mfano, wakati wa kutengeneza safu katika AM. Hivyo, vipimo vilivyopatikana ni nyeti sana kwa hali ya uso wa nafaka (oksidi, uchafuzi na ukali). Uzeekaji wa unga uliopatikana unaweza kupimwa kwa usahihi (± 0.5 nC).
GranuDrum ni mbinu ya kupima mtiririko wa unga iliyopangwa kulingana na kanuni ya ngoma inayozunguka. Nusu ya sampuli ya unga imewekwa kwenye silinda mlalo yenye kuta za pembeni zenye uwazi. Ngoma huzunguka mhimili wake kwa kasi ya pembe ya 2 hadi 60 rpm, na kamera ya CCD hupiga picha (kutoka picha 30 hadi 100 kwa vipindi vya sekunde 1). Kiolesura cha hewa/unga hutambuliwa kwenye kila picha kwa kutumia algoriti ya kugundua ukingo.
Hesabu nafasi ya wastani ya kiolesura na mitetemo inayozunguka nafasi hii ya wastani. Kwa kila kasi ya mzunguko, pembe ya mtiririko (au "pembe inayobadilika ya utulivu") αf huhesabiwa kutoka nafasi ya wastani ya kiolesura, na kipengele cha mshikamano kinachobadilika σf kinachohusiana na mshikamano wa kati ya chembe huchambuliwa kutoka kwa mabadiliko ya kiolesura.
Pembe ya mtiririko huathiriwa na vigezo kadhaa: msuguano, umbo na mshikamano kati ya chembe (van der Waals, nguvu za umemetuamo na kapilari). Poda za mshikamano husababisha mtiririko wa vipindi, huku poda zisizo na mnato husababisha mtiririko wa kawaida. Thamani za chini za pembe ya mtiririko αf zinalingana na mtiririko mzuri. Kielezo cha mshikamano chenye nguvu karibu na sifuri kinalingana na poda isiyo na mshikamano, kwa hivyo mshikamano wa poda unapoongezeka, kielezo cha mshikamano huongezeka ipasavyo.
GranuDrum hukuruhusu kupima pembe ya kwanza ya maporomoko ya theluji na uingizaji hewa wa unga wakati wa mtiririko, na pia kupima faharisi ya kushikamana σf na pembe ya mtiririko αf kulingana na kasi ya mzunguko.
Vipimo vya GranuPack vya msongamano wa wingi, msongamano wa kugonga na uwiano wa Hausner (pia hujulikana kama "vipimo vya kugonga") ni bora kwa uainishaji wa unga kutokana na urahisi na kasi ya upimaji. Msongamano wa unga na uwezo wa kuongeza msongamano wake ni vigezo muhimu wakati wa kuhifadhi, usafirishaji, mkusanyiko, n.k. Taratibu zilizopendekezwa zimeainishwa katika Pharmacopoeia.
Jaribio hili rahisi lina mapungufu matatu makubwa. Kipimo kinategemea opereta, na njia ya kujaza huathiri ujazo wa awali wa unga. Kupima ujazo wa jumla kunaweza kusababisha makosa makubwa katika matokeo. Kutokana na urahisi wa jaribio, hatukuzingatia mienendo ya mgandamizo kati ya vipimo vya awali na vya mwisho.
Tabia ya unga unaoingizwa kwenye sehemu ya kutoa hewa inayoendelea ilichambuliwa kwa kutumia vifaa otomatiki. Pima kwa usahihi mgawo wa Hausner Hr, msongamano wa awali ρ(0) na msongamano wa mwisho ρ(n) baada ya mibofyo n.
Idadi ya migonge kwa kawaida huwekwa katika n=500. GranuPack ni kipimo cha msongamano wa migongeo otomatiki na cha hali ya juu kulingana na utafiti wa hivi karibuni unaobadilika.
Fahirisi zingine zinaweza kutumika, lakini hazijatolewa hapa. Poda huwekwa kwenye bomba la chuma kupitia mchakato mgumu wa kuanzisha kiotomatiki. Uongezaji wa kigezo kinachobadilika n1/2 na msongamano wa juu zaidi ρ(∞) umeondolewa kwenye mkunjo wa mgandamizo.
Silinda nyepesi yenye mashimo huwekwa juu ya kitanda cha unga ili kuweka kiwango cha kiolesura cha unga/hewa wakati wa mgandamizo. Mrija ulio na sampuli ya unga huinuka hadi urefu usiobadilika ΔZ na huanguka kwa uhuru katika urefu ambao kwa kawaida huwekwa ΔZ = 1 mm au ΔZ = 3 mm, ambao hupimwa kiotomatiki baada ya kila mguso. Kokotoa ujazo V wa rundo kutoka urefu.
Uzito ni uwiano wa uzito m na ujazo wa safu ya unga V. Uzito wa unga m unajulikana, msongamano ρ hutumika baada ya kila mgongano.
Kipimo cha Hausner Hr kinahusiana na kipengele cha mgandamizo na kinachambuliwa kwa kutumia mlinganyo Hr = ρ(500) / ρ(0), ambapo ρ(0) ni msongamano wa awali wa wingi na ρ(500) ni mtiririko uliohesabiwa baada ya mizunguko 500. Msongamano wa msongamano. Unapotumia mbinu ya GranuPack, matokeo yanaweza kurudiwa kwa kutumia kiasi kidogo cha unga (kawaida 35 ml).
Sifa za unga na sifa za nyenzo ambayo kifaa hicho kimetengenezwa ni vigezo muhimu. Wakati wa mtiririko, chaji za umemetuamo huzalishwa ndani ya unga kutokana na athari ya triboelectric, ambayo ni ubadilishanaji wa chaji wakati vitu viwili vigumu vinapogusana.
Wakati unga unapita ndani ya kifaa, athari ya triboelectric hutokea wakati wa mguso kati ya chembe na wakati wa mguso kati ya chembe na kifaa.
Inapogusana na nyenzo iliyochaguliwa, GranuCharge hupima kiotomatiki kiasi cha chaji ya umemetuamo inayozalishwa ndani ya unga wakati wa mtiririko. Sampuli ya unga hutiririka ndani ya mrija wa V unaotetemeka na kuanguka ndani ya kikombe cha Faraday kilichounganishwa na kipima umeme kinachopima chaji inayopatikana kadri unga unavyosogea ndani ya mrija wa V. Kwa matokeo yanayoweza kurudiwa, tumia kifaa kinachozunguka au kinachotetemeka ili kulisha mrija wa V mara kwa mara.
Athari ya triboelektri husababisha kitu kimoja kupata elektroni kwenye uso wake na hivyo kuwa na chaji hasi, huku kitu kingine kikipoteza elektroni na hivyo kuwa na chaji chanya. Baadhi ya vifaa hupata elektroni kwa urahisi zaidi kuliko vingine, na vile vile, vifaa vingine hupoteza elektroni kwa urahisi zaidi.
Ni nyenzo gani inakuwa hasi na ni ipi inakuwa chanya inategemea mwelekeo wa nyenzo zinazohusika kupata au kupoteza elektroni. Ili kuwakilisha mitindo hii, mfululizo wa triboelektriki unaoonyeshwa kwenye Jedwali la 1 ulitengenezwa. Nyenzo zenye mwelekeo chanya wa chaji na zingine zenye mwelekeo hasi wa chaji zimeorodheshwa, na mbinu za nyenzo ambazo hazionyeshi mwelekeo wowote wa kitabia zimeorodheshwa katikati ya jedwali.
Kwa upande mwingine, jedwali hutoa taarifa tu kuhusu mitindo katika tabia ya kuchaji ya vifaa, kwa hivyo GranuCharge iliundwa ili kutoa thamani sahihi za nambari kwa tabia ya kuchaji ya poda.
Majaribio kadhaa yalifanyika ili kuchambua mtengano wa joto. Sampuli ziliwekwa kwenye 200°C kwa saa moja hadi mbili. Kisha unga huchambuliwa mara moja kwa kutumia GranuDrum (jina la moto). Kisha unga uliwekwa kwenye chombo hadi kufikia halijoto ya kawaida na kisha kuchambuliwa kwa kutumia GranuDrum, GranuPack na GranuCharge (yaani "baridi").
Sampuli mbichi zilichambuliwa kwa kutumia GranuPack, GranuDrum na GranuCharge katika unyevu/joto la chumba kimoja (yaani 35.0 ± 1.5% RH na 21.0 ± 1.0 °C).
Kielezo cha mshikamano huhesabu mtiririko wa poda na huhusiana na mabadiliko katika nafasi ya kiolesura (unga/hewa), ambacho ni nguvu tatu tu za mguso (van der Waals, nguvu za kapilari na umemetuamo). Kabla ya jaribio, unyevunyevu wa hewa (RH, %) na halijoto (°C) vilirekodiwa. Kisha unga ulimiminwa kwenye ngoma, na jaribio likaanza.
Tulihitimisha kwamba bidhaa hizi haziwezi kuathiriwa na mkusanyiko wakati wa kuzingatia vigezo vya thixotropic. Cha kufurahisha ni kwamba, mkazo wa joto ulibadilisha tabia ya rheological ya poda za sampuli A na B kutoka unene wa kukata hadi kukonda kwa kukata. Kwa upande mwingine, Sampuli C na SS 316L hazikuathiriwa na halijoto na zilionyesha unene wa kukata tu. Kila poda ilikuwa na uwezo bora wa kusambaa (yaani kiashiria cha chini cha mshikamano) baada ya kupasha joto na kupoa.
Athari ya halijoto pia inategemea eneo maalum la chembe. Kadiri upitishaji joto wa nyenzo unavyokuwa juu, ndivyo athari ya halijoto inavyokuwa kubwa zaidi (yaani ???225°?=250?.?-1.?-1) na ???316?. 225°?=19?.?-1.?-1) Kadiri chembe inavyokuwa ndogo, ndivyo athari ya halijoto inavyokuwa kubwa zaidi. Poda za aloi ya alumini ni bora kwa matumizi ya halijoto ya juu kutokana na kuongezeka kwa uwezo wake wa kusambaa, na hata sampuli zilizopozwa hupata mtiririko bora kuliko poda asili.
Kwa kila jaribio la GranuPack, uzito wa unga ulirekodiwa kabla ya kila jaribio, na sampuli ilipigwa mara 500 kwa masafa ya athari ya 1 Hz na kuanguka kwa bure kwa 1 mm katika seli ya kupimia (nishati ya athari ∝). Sampuli hutolewa kwenye seli ya kupimia kulingana na maagizo ya programu isiyotegemea mtumiaji. Kisha vipimo vilirudiwa mara mbili ili kutathmini uwezekano wa kuzaliana tena na kuchunguza wastani na kupotoka kwa kawaida.
Baada ya uchambuzi wa GranuPack kukamilika, msongamano wa awali wa wingi (ρ(0)), msongamano wa mwisho wa wingi (kwa migonge mingi, n = 500, yaani ρ(500)), uwiano wa Hausner/Carr faharisi (Hr/Cr) na vigezo viwili vya usajili (n1/2 na τ) vinavyohusiana na kinetiki ya mgandamizo. Msongamano bora ρ(∞) pia umeonyeshwa (tazama Kiambatisho 1). Jedwali lililo hapa chini linarekebisha data ya majaribio.
Michoro 6 na 7 zinaonyesha mkunjo wa jumla wa mgandamizo (wingi wa wingi dhidi ya idadi ya athari) na uwiano wa vigezo vya n1/2/Hausner. Pau za hitilafu zilizohesabiwa kwa kutumia wastani zinaonyeshwa kwenye kila mkunjo, na mikengeuko ya kawaida ilihesabiwa kwa upimaji wa kurudia.
Bidhaa ya chuma cha pua ya 316L ilikuwa bidhaa nzito zaidi (ρ(0) = 4.554 g/mL). Kwa upande wa msongamano wa kugonga, SS 316L inabaki kuwa unga mzito zaidi (ρ(n) = 5.044 g/mL), ikifuatiwa na Sampuli A (ρ(n) = 1.668 g/mL), ikifuatiwa na Sampuli B (ρ(n) = 1.668 g/ml). /ml) (n) = 1.645 g/ml). Sampuli C ilikuwa ya chini kabisa (ρ(n) = 1.581 g/mL). Kulingana na msongamano mkubwa wa unga wa awali, tunaona kwamba sampuli A ndiyo nyepesi zaidi, na kwa kuzingatia makosa (1.380 g/ml), sampuli B na C zina takriban thamani sawa.
Poda inapopashwa joto, uwiano wake wa Hausner hupungua, na hii hutokea tu kwa sampuli B, C, na SS 316L. Kwa sampuli A, haikuwezekana kufanya kazi kutokana na ukubwa wa pau za hitilafu. Kwa n1/2, mwelekeo wa vigezo unaosisitiza ni mgumu zaidi. Kwa sampuli A na SS 316L, thamani ya n1/2 ilipungua baada ya saa 2 kwa 200°C, huku kwa poda B na C iliongezeka baada ya kupakia joto.
Kifaa cha kulisha kinachotetema kilitumika kwa kila jaribio la GranuCharge (tazama Mchoro 8). Tumia mirija ya chuma cha pua ya lita 316. Vipimo vilirudiwa mara 3 ili kutathmini uwezo wa kuzaliana tena. Uzito wa bidhaa iliyotumika kwa kila kipimo ulikuwa takriban mililita 40 na hakuna unga uliopatikana baada ya kipimo.
Kabla ya jaribio, uzito wa unga (mp, g), unyevunyevu wa hewa (RH, %), na halijoto (°C) vilirekodiwa. Mwanzoni mwa jaribio, msongamano wa chaji ya unga mkuu (q0 katika µC/kg) ulipimwa kwa kuweka unga kwenye kikombe cha Faraday. Hatimaye, uzito wa unga uliwekwa na msongamano wa mwisho wa chaji (qf, µC/kg) na Δq (Δq = qf – q0) mwishoni mwa jaribio zilihesabiwa.
Data ghafi ya GranuCharge imeonyeshwa katika Jedwali la 2 na Mchoro 9 (σ ni mkengeuko wa kawaida uliohesabiwa kutoka kwa matokeo ya jaribio la urejelezaji), na matokeo yanaonyeshwa kama histogramu (q0 na Δq pekee ndizo zinazoonyeshwa). SS 316L ina chaji ya chini kabisa ya awali; hii inaweza kuwa kutokana na ukweli kwamba bidhaa hii ina PSD ya juu zaidi. Linapokuja suala la upakiaji wa awali wa unga wa aloi ya alumini ya msingi, hakuna hitimisho linaloweza kutolewa kutokana na ukubwa wa makosa.
Baada ya kugusa bomba la chuma cha pua la 316L, sampuli A ilipokea kiwango kidogo zaidi cha chaji, huku poda B na C zikionyesha mwelekeo sawa, ikiwa unga wa SS 316L ulisuguliwa dhidi ya SS 316L, msongamano wa chaji karibu na 0 ulipatikana (tazama mfululizo wa triboelectric). Bidhaa B bado ina chaji zaidi kuliko A. Kwa sampuli C, mwelekeo unaendelea (chaji chanya ya awali na chaji ya mwisho baada ya kuvuja), lakini idadi ya chaji huongezeka baada ya uharibifu wa joto.
Baada ya saa 2 za mkazo wa joto kwenye 200 °C, tabia ya unga inakuwa ya kuvutia sana. Katika sampuli A na B, chaji ya awali ilipungua na chaji ya mwisho ilibadilika kutoka hasi hadi chanya. Poda ya SS 316L ilikuwa na chaji ya awali ya juu zaidi na mabadiliko ya msongamano wake wa chaji yakawa chanya lakini yalibaki chini (yaani 0.033 nC/g).
Tulichunguza athari za uharibifu wa joto kwenye tabia ya pamoja ya aloi ya alumini (AlSi10Mg) na poda za chuma cha pua za lita 316, huku poda za asili zikichambuliwa baada ya saa 2 kwa joto la nyuzi joto 200 hewani.
Matumizi ya poda kwenye halijoto ya juu yanaweza kuboresha mtiririko wa bidhaa, athari inayoonekana kuwa muhimu zaidi kwa poda zenye eneo maalum la juu na vifaa vyenye upitishaji wa joto la juu. GranuDrum ilitumika kutathmini mtiririko, GranuPack ilitumika kwa uchanganuzi wa ufungashaji unaobadilika, na GranuCharge ilitumika kuchambua uthabiti wa umeme wa unga unaogusana na bomba la chuma cha pua la 316L.
Matokeo haya yalibainishwa kwa kutumia GranuPack, ambayo ilionyesha uboreshaji katika mgawo wa Hausner kwa kila unga (isipokuwa sampuli A, kutokana na ukubwa wa makosa) baada ya mchakato wa mkazo wa joto. Hakuna mwelekeo dhahiri uliopatikana kwa kigezo cha ufungashaji (n1/2) kwani baadhi ya bidhaa zilionyesha ongezeko la kasi ya ufungashaji huku zingine zikiwa na athari tofauti (km Sampuli B na C).