Biz tejribäňizi gowulandyrmak üçin kukileri ulanýarys. Bu saýtda gözden geçirmegi dowam etdirmek bilen, siz biziň kukileri ulanmagymyza razy bolýarsyňyz. Goşmaça maglumat.
Goşundy önümçilik (AM) 3D obýektleri, bir wagtyň özünde bir ultra inçe gatlakly döretmegi öz içine alýar, bu bolsa ony däp bolan gaýtadan işlemeden has gymmat edýär. Şeýle-de bolsa, ýygnamak prosesinde poroşogyň diňe kiçi bir bölegi komponente kebşirlenýär. Galanlary birleşmeýär, şonuň üçin olary gaýtadan ulanyp bolýar. Tersine, eger obýekt klassiki usulda döredilen bolsa, adatça materialy aýyrmak üçin frezerleme we işleme gerek bolýar.
Poroşogyň häsiýetleri maşynyň parametrlerini kesgitleýär we ilki bilen göz öňünde tutulmalydyr. Eremedik poroşogyň hapalanandygy we gaýtadan işlenip bilinmeýändigi sebäpli, AM-iň bahasy ykdysady taýdan peýdaly bolmaz. Poroşogyň dargamagy iki hadysany döredýär: önümiň himiki modifikasiýasyna we morfologiýasy we bölejikleriň ululygynyň paýlanyşy ýaly mehaniki häsiýetleriň üýtgemegine.
Birinji ýagdaýda, esasy wezipe arassa erginleri öz içine alýan berk gurluşlary döretmekdir, şonuň üçin poroşogyň hapalanmagynyň, mysal üçin, oksidler ýa-da nitridler bilen hapalanmagynyň öňüni almalydyrys. Soňky hadysada bu parametrler akgynlyk we ýaýramak ukyby bilen baglanyşyklydyr. Şonuň üçin poroşogyň häsiýetleriniň islendik üýtgemegi önümiň deň däl paýlanmagyna getirip biler.
Soňky neşirlerden alnan maglumatlar klassiki akym ölçeýjileriniň poroşok gatlagyna esaslanyp, AM-de poroşokyň paýlanyşy barada ýeterlik maglumat berip bilmeýändigini görkezýär. Çig malyň (ýa-da poroşokyň) häsiýetnamasyna gelende, bazarda bu talaby kanagatlandyryp biljek birnäçe degişli ölçeg usullary bar. Ölçeg gurnamasynda we prosesde dartgynlyk ýagdaýy we poroşok akym meýdany birmeňzeş bolmaly. Sykyş ýükleriniň bolmagy IM enjamlarynda kesiş synaglarynda we klassiki reometrlerde ulanylýan erkin ýüz akymy bilen gabat gelmeýär.
“GranuTools” kompaniýasy AM poroşogyny häsiýetlendirmek üçin iş akymyny işläp düzdi. Esasy maksadymyz her bir geometriýany takyk proses simulýasiýa guraly bilen üpjün etmekdir we bu iş akymy dürli çap proseslerinde poroşogyň hiliniň ösüşini düşünmek we yzarlamak üçin ulanylýar. Dürli termal ýüklerde (100-den 200 °C-a çenli) dürli wagt aralygynda birnäçe standart alýumin erginleri (AlSi10Mg) saýlanyldy.
Termal dargama poroşogyň elektrik zarýadyny toplamak ukybyny seljermek arkaly gözegçilik edilip bilner. Poroşoklar akymlylyk (GranuDrum enjamy), gaplama kinetikasy (GranuPack enjamy) we elektrostatik häsiýet (GranuCharge enjamy) boýunça seljerildi. Kogeziýa we gaplama kinetikasynyň ölçegleri poroşogyň hilini yzarlamak üçin amatlydyr.
Ulanmagy aňsat poroşoklar pes birleşme görkezijilerini görkezer, çalt doldurma dinamikasy bolan poroşoklar bolsa doldurmagy kyn önümlere garanyňda pes gözeneklilikdäki mehaniki bölekleri öndürer.
Laboratoriýamyzda birnäçe aý saklanandan soň, dürli bölejik ölçegleri boýunça paýlanyşly üç sany alýumin ergin poroşogy (AlSi10Mg) we bir sany 316L poslamaýan polat nusgasy saýlandy, bu ýerde A, B we C nusgalary diýlip atlandyrylýar. Nusgalaryň häsiýetleri beýleki öndürijilerden tapawutlanyp biler. Nusga bölejik ölçegleriniň paýlanyşy lazer difraksiýa analizi/ISO 13320 arkaly ölçeldi.
Olar maşynyň parametrlerini dolandyrýandygy üçin, ilki bilen poroşogyň häsiýetlerine üns berilmeli we eger eremedik poroşoklar hapalanan we gaýtadan işlenilip bilinmeýän hasaplanýan bolsa, onda goşmaça önümçilik umyt edilýän ýaly ykdysady däl. Şonuň üçin üç parametr öwreniler: poroşogyň akymy, gaplama dinamikasy we elektrostatika.
Ýaýylyp bilinmek, gaýtadan örtüklemek operasiýasyndan soň poroşok gatlagynyň deňligi we "tekizligi" bilen baglanyşyklydyr. Bu örän möhümdir, sebäbi tekiz ýüzleri çap etmek has aňsat we ýapyşma indeksini ölçeýän GranuDrum guraly bilen barlap bolýar.
Gözenekler materialyň gowşak nokatlary bolany üçin, olar çatlamalara sebäp bolup biler. Çalt doldurylýan poroşoklar pes gözenekliligi üpjün edýändigi üçin doldurma dinamikasy ikinji esasy parametrdir. Bu häsiýet n1/2 gymmaty bilen GranuPack bilen ölçenýär.
Tozda elektrik zarýadlarynyň bolmagy aglomeratlaryň emele gelmegine getirýän birleşdiriji güýçleri döredýär. GranuCharge tozlaryň akym wagtynda saýlanan materiallar bilen aragatnaşykda bolanda elektrostatik zarýad döretmek ukybyny ölçeýär.
Gaýtadan işlemegiň dowamynda, GranuCharge, mysal üçin, AM-de gatlak emele gelende, akymyň ýaramazlaşmagyny çaklap bilýär. Şeýlelik bilen, alnan ölçegler däne ýüzüniň ýagdaýyna (oksidlenme, hapalanma we gödeklik) örän duýgurdyr. Soňra dikeldilen poroşogyň könelmegini takyk ölçemek mümkin (±0,5 nC).
GranuDrum aýlanýan baraban prinsipine esaslanýan programmalaşdyrylan poroşok akymyny ölçemek usulydyr. Poroşok nusgasynyň ýarysy açyk gapdal diwarlary bolan gorizontal silindrde saklanýar. Baraban öz okunyň daşyndan 2-den 60 aýlaw/min burç tizliginde aýlanýar we CCD kamera suratlary düşürýär (1 sekunt aralyk bilen 30-dan 100-e çenli surat). Howa/poroşok interfeýsi her suratda gyralary anyklamak algoritmi arkaly kesgitlenýär.
Serhetiň ortaça ýerleşýän ýerini we bu ortaça ýerleşýän ýeriň töweregindäki yrgyldamalary hasaplaň. Her bir aýlanma tizligi üçin akym burçy (ýa-da "dinamiki dynç alyş burçy") αf ortaça serhet pozisiýasyndan hasaplanýar we däneara baglanyşyk bilen baglanyşykly dinamiki birleşme faktory σf serhet üýtgemelerinden seljerilýär.
Akym burçuna birnäçe parametrler täsir edýär: sürtülme, görnüş we bölejikleriň arasyndaky birleşme (van der Waals, elektrostatik we kapillýar güýçler). Birleşýän poroşoklar aralykly akym döredýär, ýapyşyksyz poroşoklar bolsa yzygiderli akym döredýär. Akym burçunyň αf pes gymmatlyklary gowy akym bilen gabat gelýär. Dinamik ýelmeşme indeksi nola golaý bolsa, ýelmeşme indeksi birleşmeýän poroşok bilen gabat gelýär, şonuň üçin poroşogyň ýelmeşmesi artdygyça, ýelmeşme indeksi hem şoňa görä ýokarlanýar.
GranuDrum akym wagtynda gar uçgunynyň ilkinji burçuny we poroşogyň howalanmagyny ölçemäge, şeýle hem aýlanma tizligine baglylykda ýelmeşme görkezijisi σf we akym burçuny αf ölçemäge mümkinçilik berýär.
GranuPack-iň göwrüm dykyzlygy, taplama dykyzlygy we Hausner gatnaşygynyň ölçegleri ("taplama synaglary" diýlip hem atlandyrylýar) ölçemegiň aňsatlygy we tizligi sebäpli poroşogyň häsiýetnamasyny kesgitlemek üçin amatlydyr. Poroşogyň dykyzlygy we onuň dykyzlygyny ýokarlandyrmak ukyby saklamak, daşamak, aglomerasiýa we ş.m. wagtynda möhüm parametrlerdir. Maslahat berilýän amallar Farmakopeýada beýan edilýär.
Bu ýönekeý synagyň üç sany esasy kemçiligi bar. Ölçeg operatora baglydyr we doldurmak usuly poroşogyň başlangyç möçberine täsir edýär. Umumy möçberi ölçemek netijelerde uly ýalňyşlyklara getirip biler. Tejribäniň ýönekeýligi sebäpli, başlangyç we soňky ölçegleriň arasyndaky dykyzlaşma dinamikasyny hasaba almadyk.
Üznüksiz çykyşa berilýän poroşogyň hereketi awtomatlaşdyrylan enjamlar arkaly seljerildi. n gezek basylandan soň Hausner koeffisiýenti Hr, başlangyç dykyzlyk ρ(0) we soňky dykyzlyk ρ(n)-ni takyk ölçeň.
Kranlaryň sany adatça n=500 hökmünde kesgitlenýär. GranuPack ýakynda geçirilen dinamiki barlaglara esaslanýan awtomatlaşdyrylan we ösen kran dykyzlygynyň ölçegidir.
Başga indeksler ulanylyp bilner, ýöne olar bu ýerde berilmeýär. Toz berk awtomatlaşdyrylan başlangyçlaşdyrma prosesi arkaly metal turba ýerleşdirilýär. Dinamik parametr n1/2 we iň ýokary dykyzlyk ρ(∞) ekstrapolýasiýasy dykyzlaşdyrma egrisinden aýryldy.
Toz gatlagynyň üstünde ýeňil boş silindr goýulýar, bu bolsa dykyzlandyryş wagtynda toz/howa serhedini deň derejede saklamaga mümkinçilik berýär. Toz nusgasyny öz içine alýan turba ΔZ belli bir beýiklige çykýar we adatça her gezek degilenden soň awtomatiki usulda ölçenýän ΔZ = 1 mm ýa-da ΔZ = 3 mm belli bir beýiklikde erkin düşýär. Üýşügiň göwrümini beýiklikden hasaplaň.
Dykyzlyk - bu massa m-iň poroşok gatlagynyň V göwrümine gatnaşygydyr. Poroşok m-iň massasy bellidir, dykyzlyk ρ her zarbadan soň ulanylýar.
Hausner koeffisiýenti Hr dykyzlanma faktory bilen baglanyşyklydyr we Hr = ρ(500) / ρ(0) deňlemesi bilen seljerilýär, bu ýerde ρ(0) başlangyç göwrüm dykyzlygy we ρ(500) 500 siklden soňky hasaplanan akymdyr. Dykyzlyk kran. GranuPack usulyny ulananda, netijeleri az mukdarda poroşok (adatça 35 ml) ulanyp gaýtalap bolýar.
Tozuň we enjamyň ýasalan materialynyň häsiýetleri esasy parametrlerdir. Akym wagtynda, iki gaty jisim bir-birine degende zarýadlaryň çalşygy bolan triboelektrik effekt sebäpli poroşogyň içinde elektrostatik zarýadlar döreýär.
Poroşok enjamyň içine akanda, bölejikleriň arasyndaky we bölejikler bilen enjamyň arasyndaky degişmede triboelektrik effekt ýüze çykýar.
Saýlanan material bilen degende, GranuCharge awtomatiki usulda akym wagtynda poroşogyň içinde emele gelýän elektrostatik zarýadyň mukdaryny ölçeýär. Poroşogyň nusgasy titreýän V-trubanyň içinden akýar we poroşogyň V-trubanyň içinde hereket edende emele gelýän zarýady ölçeýän elektrometre birikdirilen Faraday käsesine düşýär. Gaýtalanyp bolýan netijeler üçin, V-trubalary ýygy-ýygydan iýmitlendirmek üçin aýlanýan ýa-da titreýän enjam ulanyň.
Triboelektrik effekt bir jisimiň öz ýüzünde elektronlary özüne çekmegine we şeýdip negatiw zarýadlanmagyna sebäp bolýar, başga bir jisim bolsa elektronlary ýitirýär we şeýdip pozitiw zarýadlanýar. Käbir materiallar elektronlary beýlekilerine garanyňda has aňsat alýarlar we şonuň ýaly-da, beýleki materiallar elektronlary has aňsat ýitirýärler.
Haýsy materialyň negatiw, haýsynyň bolsa pozitiw bolmagy, degişli materiallaryň elektronlary almaga ýa-da ýitirmäge bolan deňeşdirme meýilliligine baglydyr. Bu meýilleri görkezmek üçin 1-nji tablisada görkezilen triboelektrik seriýalar işlenip düzüldi. Pozitiw zarýad meýilli we negatiw zarýad meýilli beýleki materiallar sanawda görkezilen, şeýle hem hiç hili hereket meýilini görkezmeýän material usullary tablisanyň ortasynda sanawda görkezilen.
Beýleki tarapdan, tablisa diňe materiallaryň zarýad beriş häsiýetindäki tendensiýalar barada maglumat berýär, şonuň üçin GranuCharge poroşoklaryň zarýad beriş häsiýeti üçin takyk sanly gymmatlyklary bermek üçin döredildi.
Termiki parçalanmany seljermek üçin birnäçe tejribe geçirildi. Nusgalar 200°C temperaturada bir-iki sagatlap goýuldy. Soňra poroşok derrew GranuDrum (gyzgyn at) bilen seljerildi. Soňra poroşok daşky gurşawyň temperaturasyna ýetýänçä gapda ýerleşdirildi we soňra GranuDrum, GranuPack we GranuCharge (ýagny "sowuk") ulanylyp seljerildi.
Çig nusgalar GranuPack, GranuDrum we GranuCharge ulanyp, şol bir otagyň çyglylygynda/temperaturasynda (ýagny 35.0 ± 1.5% nisbi howa we 21.0 ± 1.0 °C temperaturada) seljerildi.
Kogeziýa indeksi poroşoklaryň akymlylygyny hasaplaýar we diňe üç kontakt güýjünden (wan der Waals, kapillýar we elektrostatik güýçler) ybarat bolan serhetiň ýerleşýän ýeriniň üýtgemeleri (poroşok/howa) bilen özara baglanyşyklydyr. Synagdan öň howanyň otnositel çyglylygy (RH, %) we temperatura (°C) hasaba alyndy. Soňra poroşok barabana guýuldy we synag başlandy.
Biz tiksotrop parametrleri göz öňünde tutanymyzda bu önümleriň aglomerasiýa sezewar bolmaýandygy barada netijä geldik. Gyzykly tarapy, termal stres A we B nusgalarynyň tozlarynyň reologiki häsiýetini kesiş goýalmagyndan kesiş inçelmegine üýtgetdi. Beýleki tarapdan, C we SS 316L nusgalary temperaturadan täsirlenmedi we diňe kesiş goýalmagyny görkezdi. Her bir toz gyzdyrylandan we sowadylandan soň has gowy ýaýrama ukybyna (ýagny pes birleşme indeksine) eýe boldy.
Temperatura täsiri bölejikleriň anyk meýdanyna hem baglydyr. Materialyň ýylylyk geçirijiligi näçe ýokary bolsa, temperatura şonça-da uly täsir edýär (ýagny ???225°?=250??-1.?-1) we ???316?. 225°?=19??-1.?-1). Bölejik näçe kiçi bolsa, temperatura şonça-da uly täsir edýär. Alýumin garyndysy poroşoklary ýaýrama ukybynyň ýokarlanmagy sebäpli ýokary temperaturada ulanmak üçin ajaýypdyr we hatda sowadylan nusgalar hem asyl poroşoklara garanyňda has gowy akymlylyk gazanýar.
Her bir GranuPack tejribesi üçin, her tejribeden öň poroşogyň massasy ýazylyp alyndy we nusga 1 Gts täsir ýygylygy bilen 500 gezek uruldy we ölçeg öýjükde 1 mm erkin düşüş boldy (zarba energiýasy ∝). Nusga ulanyjydan garaşsyz programma üpjünçiliginiň görkezmelerine laýyklykda ölçeg öýjüklerine iberildi. Soňra gaýtalanmagy bahalandyrmak üçin ölçegler iki gezek gaýtalandy we ortaça we standart çykylyşy barlandy.
GranuPack analizi tamamlanandan soň, başlangyç göwrüm dykyzlygy (ρ(0)), soňky göwrüm dykyzlygy (köp gezek basylanda, n = 500, ýagny ρ(500)), Hausner gatnaşygy/Karr indeksi (Hr/Cr) we iki bellige alyş parametri (n1/2 we τ) dykyzlaşma kinetikasy bilen baglanyşykly. Optimal dykyzlyk ρ(∞) hem görkezilen (1-nji goşundy serediň). Aşakdaky tablisa eksperimental maglumatlary täzeden düzýär.
6-njy we 7-nji suratlarda umumy dykyzlaşma egrisi (köp mukdarda dykyzlyk täsirleriň sanyna garşy) we n1/2/Hausner parametr gatnaşygy görkezilýär. Her egride ortaça ululygy ulanyp hasaplanan ýalňyşlyk zolaklary görkezilýär we standart çykgytlar gaýtalanma synagy arkaly hasaplanyldy.
316L poslamaýan polat önümi iň agyr önüm boldy (ρ(0) = 4.554 g/ml). Tapma dykyzlygy boýunça SS 316L iň agyr poroşok bolmagynda galýar (ρ(n) = 5.044 g/ml), ondan soň A nusgasy (ρ(n) = 1.668 g/ml), ondan soň B nusgasy (ρ(n) = 1.668 g/ml). /ml) (n) = 1.645 g/ml). C nusgasy iň pes boldy (ρ(n) = 1.581 g/ml). Başlangyç poroşogyň göwrüm dykyzlygyna görä, A nusgasynyň iň ýeňildigini görýäris we ýalňyşlyklary (1.380 g/ml) hasaba alanyňda, B we C nusgalarynyň bahasy takmynan deňdir.
Poroşok gyzdyrylanda, onuň Hausner gatnaşygy azalýar we bu diňe B, C we SS 316L nusgalarynda bolýar. A nusgasy üçin ýalňyşlyk zolaklarynyň ululygy sebäpli ony ýerine ýetirmek mümkin bolmady. n1/2 üçin parametrik meýliň aşagyndaky çyzgy has çylşyrymly. A we SS 316L nusgalary üçin n1/2 gymmaty 200°C-da 2 sagatdan soň azalýar, B we C poroşoklary üçin bolsa termiki ýüklemeden soň ýokarlanýar.
Her bir GranuCharge tejribesi üçin titreýän iýmitlendiriji ulanyldy (8-nji surata serediň). 316L poslanmaýan polat turba ulanyň. Gaýtalanmagy bahalandyrmak üçin ölçegler 3 gezek gaýtalandy. Her ölçeg üçin ulanylan önümiň agramy takmynan 40 ml boldy we ölçegden soň hiç hili poroşok aýrylmady.
Synagdan öň, poroşogyň agramy (mp, g), howanyň otnositel çyglylygy (RH, %) we temperatura (°C) hasaba alyndy. Synagyň başynda, poroşogy Faraday käsesine goýmak arkaly esasy poroşogyň zarýad dykyzlygy (mkC/kg-da q0) ölçeldi. Ahyrsoňy, poroşogyň massasy kesgitlendi we synagyň ahyryndaky soňky zarýad dykyzlygy (qf, µC/kg) we Δq (Δq = qf – q0) hasaplanyldy.
Çig GranuCharge maglumatlary 2-nji tablisada we 9-njy suratda görkezilen (σ gaýtalanýanlyk synagynyň netijelerinden hasaplanan standart çykgytdyr) we netijeler gistogramma görnüşinde görkezilýär (diňe q0 we Δq görkezilen). SS 316L başlangyç zarýady iň pes; bu önümiň iň ýokary PSD-e eýe bolmagy bilen baglanyşykly bolup biler. Ilkinji alýumin ergin poroşogynyň başlangyç ýüklenmegine gelende, ýalňyşlyklaryň ululygy sebäpli hiç hili netije çykaryp bolmaýar.
316L poslamaýan polat turba bilen degişmeden soň, A nusgasy iň az zarýad aldy, B we C poroşoklary bolsa meňzeş meýil görkezdi, eger SS 316L poroşogy SS 316L-e sürtülse, 0-a golaý zarýad dykyzlygy tapyldy (triboelektrik seriýasyna serediň). B önümi henizem A-dan has köp zarýadlanýar. C nusgasy üçin meýil dowam edýär (başlangyç zarýad oňyn we syzmalardan soň soňky zarýad), ýöne termiki dargamadan soň zarýadlaryň sany artýar.
200 °C-da 2 sagatlyk termal stressden soň, poroşogyň häsiýeti örän gyzykly bolýar. A we B nusgalarynda başlangyç zarýad azaldy we soňky zarýad negatiwden oňyna geçdi. SS 316L poroşogynyň başlangyç zarýady iň ýokarydy we onuň zarýad dykyzlygynyň üýtgemegi oňyn boldy, ýöne pes bolmagynda galdy (ýagny 0,033 nC/g).
Biz alýumin ergininiň (AlSi10Mg) we 316L poslamaýan poroşoklaryň bilelikdäki häsiýetine termiki dargamagyň täsirini öwrendik, şol bir wagtyň özünde asyl poroşoklar howada 200°C-de 2 sagat saklanandan soň seljerildi.
Tozlaryň ýokary temperaturada ulanylmagy önümiň akymlylygyny gowulandyryp biler, bu täsir ýokary ýörite meýdanly toz we ýokary ýylylyk geçirijiligi bolan materiallar üçin has möhüm bolup görünýär. Akymy bahalandyrmak üçin GranuDrum, dinamiki gaplama seljermesi üçin GranuPack we 316L poslamaýan polat turba bilen gatnaşykda bolan tozuň triboelektrikligini seljermek üçin GranuCharge ulanyldy.
Bu netijeler GranuPack ulanyp kesgitlenildi, bu bolsa termal stres prosesinden soň her bir poroşok üçin Hausner koeffisiýentiniň gowulanandygyny görkezdi (ýalňyşlyklaryň ululygy sebäpli A nusgasyndan başga). Gaplama parametri (n1/2) üçin aýdyň meýil tapylmady, sebäbi käbir önümler gaplama tizliginiň ýokarlanandygyny, beýlekileri bolsa garşylykly täsir edendigini görkezdi (meselem, B we C nusgalary).