Tejribäňizi gowulandyrmak üçin gutapjyklary ulanýarys.Bu sahypa göz aýlamagy dowam etdirmek bilen, gutapjyklary ulanmagymyza razylaşýarsyňyz.Goşmaça maglumat.
Goşmaça önümçilik (AM) 3D obýektleri, bir gezekde bir ultra inçe gatlak döretmegi, adaty gaýtadan işlemekden has gymmat etmegi öz içine alýar.Şeýle-de bolsa, ýygnamak döwründe poroşokyň diňe az bölegi komponente kebşirlenýär.Galanlary birleşdirmeýär, şonuň üçin gaýtadan ulanyp bolýar.Munuň tersine, obýekt nusgawy görnüşde döredilen bolsa, adatça materialy aýyrmak üçin üwemek we gaýtadan işlemek talap edilýär.
Poroşokyň häsiýetleri maşynyň parametrlerini kesgitleýär we ilki bilen göz öňünde tutulmalydyr.Eremedik poroşokyň hapalanandygyny we gaýtadan ulanylmajakdygyny göz öňünde tutup, AM-iň bahasy tygşytly bolmaz.Poroşokyň zaýalanmagy iki hadysa getirýär: önümiň himiki üýtgemegi we morfologiýa we bölejikleriň ululygynyň paýlanyşy ýaly mehaniki häsiýetleriň üýtgemegi.
Birinji ýagdaýda esasy mesele arassa erginleri öz içine alýan gaty gurluşlary döretmekdir, şonuň üçin poroşokyň, meselem, oksidler ýa-da nitridler bilen hapalanmagynyň öňüni almalydyrys.Soňky hadysada bu parametrler suwuklyk we ýaýramak bilen baglanyşyklydyr.Şonuň üçin poroşokyň häsiýetleriniň islendik üýtgemegi önümiň birmeňzeş paýlanmagyna sebäp bolup biler.
Soňky neşirlerden alnan maglumatlar, nusgawy akym ölçeg enjamlarynyň poroşok düşeginiň esasynda AM-da paýlanyşy barada ýeterlik maglumat berip bilmeýändigini görkezýär.Çig malyň (ýa-da poroşokyň) häsiýetnamasy barada aýdylanda, bazarda bu talaby kanagatlandyryp biljek birnäçe ölçeg usullary bar.Stres ýagdaýy we poroşok akymynyň meýdany ölçeg gurnamasynda we işinde birmeňzeş bolmaly.Gysyjy ýükleriň bolmagy, gyrkym synagçylarynda we nusgawy reometrlerde IM enjamlarynda ulanylýan erkin ýerüsti akym bilen gabat gelmeýär.
GranuTools AM poroşokyny häsiýetlendirmek üçin iş akymyny döretdi.Esasy maksadymyz, her geometriýany takyk simulýasiýa guraly bilen enjamlaşdyrmak we bu iş prosesi dürli çaphanalarda poroşok hiliniň ewolýusiýasyna düşünmek we yzarlamak üçin ulanylýar.Dürli ýylylyk ýüklerinde (100-den 200 ° C çenli) dürli dowamly alýumin erginleri (AlSi10Mg) saýlandy.
Poroşokyň elektrik zarýadyny ýygnamak ukybyny seljermek arkaly ýylylyk zaýalanmagyna gözegçilik edip bolýar.Poroşoklar akymlylygy (GranuDrum guraly), gaplaýyş kinetikasy (GranuPack guraly) we elektrostatiki hereket (GranuCharge guraly) üçin derňeldi.Bilelikdäki we gaplaýyş kinetiki ölçegler, poroşokyň hilini yzarlamak üçin amatlydyr.
Ulanmak aňsat bolan poroşoklar pes birleşme indekslerini görkezer, çalt doldurma dinamikasy bolan poroşoklar, önümleri doldurmak has kyn bolany bilen deňeşdirilende pes gözenekli mehaniki bölekleri öndürer.
Laboratoriýamyzda birnäçe aý saklanylandan soň, dürli bölejik paýlaýjy (AlSi10Mg) üç sany alýumin garyndy tozy we 316L poslamaýan polat nusgasy saýlandy, bu ýerde A, B we C nusgalary diýilýär. Nusgalaryň häsiýetleri beýleki öndürijilerden tapawutlanyp biler.Bölejikleriň ululygynyň paýlanyşy lazer difraksiýa derňewi / ISO 13320 bilen ölçeldi.
Enjamyň parametrlerine gözegçilik edýändikleri sebäpli, ilki bilen poroşokyň häsiýetleri göz öňünde tutulmalydyr we eremedik poroşoklar hapalanan we gözegçiliksiz hasaplanylsa, goşmaça önümçilik umyt edişimiz ýaly tygşytly däl.Şonuň üçin üç parametr öwreniler: poroşok akymy, gaplama dinamikasy we elektrostatika.
Aýramagy, gaýtadan işlemekden soň poroşok gatlagynyň birmeňzeşligi we “tekizligi” bilen baglanyşykly.Bu gaty möhümdir, sebäbi tekiz ýüzleri çap etmek has aňsat we ýelme indeksini ölçemek bilen GranuDrum guraly bilen gözden geçirilip bilner.
Gözenekler materialda gowşak nokatlar bolansoň, ýarylmagyna sebäp bolup biler.Doldurma dinamikasy ikinji açar parametrdir, sebäbi çalt doldurýan tozanlar pes gözenekliligi üpjün edýär.Bu özüni alyp baryş, GranuPack bilen n1 / 2 bahasy bilen ölçelýär.
Poroşokda elektrik zarýadlarynyň bolmagy aglomeratlaryň döremegine sebäp bolýan bitewi güýçleri döredýär.GranuCharge, tozanlaryň akym wagtynda saýlanan materiallar bilen kontaktda elektrostatik zarýad öndürmek ukybyny ölçýär.
Işlemek wagtynda GranuCharge akymyň ýaramazlaşmagyny çaklap biler, mysal üçin AM-de gatlak emele getirende.Şeýlelik bilen, alnan ölçegler däne ýüzüniň ýagdaýyna (okislenme, hapalanma we gödeklik) gaty duýgur.Dikeldilen poroşokyň garramagy takyk kesgitlenip bilner (± 0,5 nC).
GranuDrum, aýlanýan deprek ýörelgesine esaslanýan programma tozy akymyny ölçemek usulydyr.Poroşok nusgasynyň ýarysy aç-açan diwarlary bolan keseligine silindrde bar.Deprek öz okunyň töwereginde 2-60 aýlaw tizliginde aýlanýar we KCD kamerasy surata düşýär (1 sekunt aralygynda 30-dan 100-e çenli surat).Howa / poroşok interfeýsi her şekilde gyrasy kesgitlemek algoritmini ulanyp kesgitlenýär.
Interfeýsiň ortaça ýagdaýyny we bu ortaça ýagdaýyň töweregindäki yrgyldamalary hasaplaň.Her aýlanma tizligi üçin akym burçy (ýa-da “dynç alyş burçy”) αf ortaça interfeýs ýagdaýyndan hasaplanýar we interfeýs üýtgemelerinden dinamiki birleşme faktory σf derňelýär.
Akym burçy birnäçe parametrlere täsir edýär: sürtülme, şekil we bölejikleriň arasyndaky birleşme (van der Waals, elektrostatik we kapilýar güýçler).Birleşýän poroşoklar aralyk akymyna, ýelmeýän tozanlar yzygiderli akmagyna sebäp bolýar.Flowf burç burçunyň pes bahalary gowy akymyna laýyk gelýär.Nula ýakyn dinamiki ýelme indeksi birleşmeýän tozga gabat gelýär, şonuň üçin poroşokyň ýelmeşmegi artdygyça, ýelme indeksi hem ýokarlanýar.
GranuDrum, göçüň birinji burçuny we akymyň dowamynda tozanyň hereketini ölçemäge, şeýle hem aýlanyş tizligine baglylykda σf ýelme indeksini we akym burçuny ölçemäge mümkinçilik berýär.
GranuPack-iň köp dykyzlygy, kakmagyň dykyzlygy we Hausner gatnaşygy ölçegleri (“kakmak synaglary” diýlip hem atlandyrylýar) aňsatlygy we ölçeg tizligi sebäpli poroşok häsiýetlendirmek üçin amatlydyr.Poroşokyň dykyzlygy we dykyzlygyny ýokarlandyrmak ukyby, saklamak, daşamak, aglomerasiýa we ş.m. wagtynda möhüm parametrlerdir. Farmakopoeýada maslahat berilýän amallar beýan edilýär.
Bu ýönekeý synagyň üç esasy kemçiligi bar.Ölçeg operatora bagly we doldurmagyň usuly poroşokyň başlangyç göwrümine täsir edýär.Jemi göwrümi ölçemek netijelerde çynlakaý ýalňyşlyklara sebäp bolup biler.Synagyň ýönekeýligi sebäpli, başlangyç we ahyrky ölçegleriň arasyndaky gysyş dinamikasyny göz öňünde tutmadyk.
Üznüksiz rozetka bilen iýmitlenýän poroşokyň özüni alyp barşy awtomatiki enjamlar arkaly derňeldi.Hausner koeffisiýentini Hr, başlangyç dykyzlygy ρ (0) we n basylandan soň iň soňky dykyzlygy ρ (n) takyk ölçäň.
Kranlaryň sany adatça n = 500 bilen kesgitlenýär.GranuPack soňky dinamiki gözlegleriň esasynda awtomatiki we ösen kakyş dykyzlygyny ölçemekdir.
Beýleki görkezijiler ulanylyp bilner, ýöne bu ýerde berilmeýär.Poroşok berk awtomatlaşdyrylan başlangyç prosesi arkaly demir turba salynýar.Dinamiki n1 / 2 parametriniň ekstrapolasiýasy we iň ýokary dykyzlygy ρ (∞) gysyş egrisinden aýryldy.
Poroşok / howa interfeýsiniň gysylmagy wagtynda tozan düşeginiň üstünde ýeňil çukur silindr oturýar.Poroşok nusgasyny öz içine alýan turba kesgitlenen beýiklige ΔZ ýokarlanýar we adatça degeninden soň awtomatiki ölçenilýän ΔZ = 1 mm ýa-da ΔZ = 3 mm belentlikde erkin düşýär.Üýşmäniň V sesini beýiklikden hasaplaň.
Dykyzlygy m massanyň tozan gatlagynyň göwrümine bolan gatnaşygydyr. Poroşokyň massasy belli, dykyzlygy each her täsirden soň ulanylýar.
Hausner koeffisiýenti Hr gysyş faktory bilen baglanyşykly we Hr = ρ (500) / ρ (0) deňleme bilen derňelýär, bu ýerde ρ (0) başlangyç köp dykyzlyk we ρ (500) 500 aýlawdan soň hasaplanan akymdyr.DykyzlygyGranuPack usuly ulanylanda, az mukdarda poroşok (köplenç 35 ml) ulanylyp, netijeler köpelýär.
Poroşokyň häsiýetleri we enjamdan ýasalan materialyň häsiýetleri esasy parametrlerdir.Akym wagtynda, iki gaty gaty gatnaşyga girende zarýad alyş-çalşygy bolan triboelektrik täsiri sebäpli poroşokyň içinde elektrostatik zarýadlar emele gelýär.
Poroşok enjamyň içine akanda, bölejikleriň arasyndaky kontaktda we bölejikler bilen enjamyň kontaktynda triboelektrik täsiri ýüze çykýar.
Saýlanan material bilen gatnaşyga girenden soň, GranuCharge akym wagtynda poroşokyň içinde emele gelen elektrostatik zarýadyň mukdaryny awtomatiki ölçär.Poroşok nusgasy titreýän V turbanyň içinde akýar we poroşok V-turbanyň içinde hereket edende alnan zarýady ölçän elektrometre birikdirilen Faradaý käsesine düşýär.Gaýtadan öndürilýän netijeler üçin V-turbalary ýygy-ýygydan iýmitlendirmek üçin aýlanýan ýa-da titreýän enjam ulanyň.
Triboelektrik täsiri bir obýektiň üstünde elektron almagyna we şeýlelik bilen otrisatel zarýad almagyna sebäp bolýar, beýleki bir zat bolsa elektronlary ýitirýär we şeýlelik bilen pololyitel zarýad alýar.Käbir materiallar elektronlary beýlekilerden has aňsat gazanýar we şuňa meňzeş beýleki materiallar elektronlary has aňsat ýitirýär.
Haýsy material negatiw bolýar we haýsy polo positiveitel bolýar, elektron almak ýa-da ýitirmek bilen baglanyşykly materiallaryň deňeşdirilişine baglydyr.Bu ugurlary görkezmek üçin 1-nji tablisada görkezilen triboelektrik seriýasy işlenip düzüldi.Oňyn zarýad tendensiýasy bolan materiallar we otrisatel zarýad tendensiýasy bolan materiallar sanawda görkezilýär we özüňi alyp barşyň tendensiýasyny görkezmeýän material usullary tablisanyň ortasynda görkezilýär.
Beýleki tarapdan, tablisada diňe materiallaryň zarýad beriş häsiýetleriniň tendensiýalary barada maglumat berilýär, şonuň üçin GranuCharge tozanlaryň zarýad beriş häsiýeti üçin takyk san bahalaryny üpjün etmek üçin döredildi.
Malylylyk bölünişini seljermek üçin birnäçe synag geçirildi.Nusgalar 200 ° C-den bir-iki sagatlap ýerleşdirildi.Poroşok derrew GranuDrum (gyzgyn ady) bilen derňelýär.Poroşok soňra daşky gurşaw temperaturasyna ýetýänçä bir gapda goýuldy we soňra GranuDrum, GranuPack we GranuCharge (ýagny “sowuk”) ulanylyp analiz edildi.
Çig nusgalar bir otagyň çyglylygy / temperaturasy (ýagny 35.0 ± 1.5% RH we 21.0 ± 1.0 ° C temperatura) GranuPack, GranuDrum we GranuCharge ulanylyp seljerildi.
Jebislik görkezijisi tozanlaryň akymyny hasaplaýar we diňe üç aragatnaşyk güýji (van der Waals, kapilýar we elektrostatik güýçler) bolan interfeýsiň (poroşok / howa) ýagdaýynyň üýtgemegi bilen baglanyşdyrylýar.Synagdan öň howanyň çyglylygy (RH,%) we temperatura (° C) hasaba alyndy.Soňra poroşok deprek guýuldy we synag başlandy.
Tiksotrop parametrleri göz öňünde tutulanda bu önümleriň aglomerasiýa sezewar bolmaýandygy barada netijä geldik.Gyzykly tarapy, termiki stres A we B nusgalarynyň tozanlarynyň reologiki häsiýetini gyrkymyň galyňlygyndan gyrkymyň inçelmegine üýtgetdi.Beýleki tarapdan, C we SS 316L nusgalary temperatura täsir etmedi we diňe gyrkymyň galyňlygyny görkezdi.Her poroşok gyzdyrylandan we sowadylandan soň has gowy ýaýramagy (ýagny aşaky birleşme görkezijisi) bardy.
Temperatura täsiri bölejikleriň belli bir meýdanyna hem baglydyr.Materialyň ýylylyk geçirijiligi näçe ýokary bolsa, temperatura (ýagny ??? 225 °? = 250?.? - 1.?-1) we ??? 316?225 °? = 19?.? - 1.?-1) Bölejik näçe kiçi bolsa, temperaturanyň täsiri şonça-da ýokarydyr.Alýumin garyndy poroşoklary, ýaýramagynyň ýokarlanmagy sebäpli ýokary temperaturaly programmalar üçin ajaýyp, hatda sowadylan nusgalar asyl tozanlardan has gowy akymlylygy gazanýar.
“GranuPack” her bir synag üçin, her synagdan ozal poroşokyň massasy hasaba alyndy we ölçeg öýjüginde 1 mm erkin düşmek bilen (täsir energiýasy ∝) 1 Hz täsir ýygylygy bilen 500 gezek uruldy.Nusga, ulanyjy garaşsyz programma üpjünçiliginiň görkezmelerine laýyklykda ölçeg öýjügine paýlanýar.Soňra köpelişe baha bermek üçin ölçegler iki gezek gaýtalandy we ortaça we adaty gyşarmany derňedi.
GranuPack derňewi tamamlanandan soň, başlangyç dykyzlygy (ρ (0)), iň soňky dykyzlygy (köp kranlarda, n = 500, ýagny ρ (500)), Hausner gatnaşygy / Carr indeks (Hr / Cr) we gysyş kinetikasy bilen baglanyşykly iki hasaba alyş parametri (n1 / 2 we τ).Iň amatly dykyzlyk ρ (∞) hem görkezilýär (1-nji goşunda serediň).Aşakdaky tablisada tejribe maglumatlary üýtgedilýär.
6-njy we 7-nji suratlarda umumy gysyş egrisi (täsirleriň sanyna garşy köp dykyzlyk) we n1 / 2 / Hausner parametr gatnaşygy görkezilýär.Ortaça hasaplanan säwlik setirleri her egride görkezilýär we adaty gyşarmalar gaýtalanma synagy bilen hasaplandy.
316L poslamaýan polat önümi iň agyr önüm boldy (ρ (0) = 4.554 g / mL).Dykyzlygy dykyzlygy taýdan SS 316L iň agyr poroşok (ρ (n) = 5.044 g / mL) bolup galýar, 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 pesdi (ρ (n) = 1.581 g / mL).Başlangyç poroşokyň köp dykyzlygyna görä, A nusgasynyň iň ýeňil bolandygyny görýäris we ýalňyşlyklary (1,380 g / ml) göz öňünde tutup, B we C nusgalarynyň takmynan deň bahasy bar.
Poroşok gyzdyrylanda, Hausner gatnaşygy azalýar we bu diňe B, C we SS 316L nusgalarynda bolýar.A nusgasy üçin säwlik setirleriniň ululygy sebäpli ýerine ýetirmek mümkin däldi.N1 / 2 üçin aşaky çyzykly parametriki tendensiýa has çylşyrymly.A we SS 316L nusgasy üçin n1 / 2-iň bahasy 2 sagatdan 200 ° C-de peseldi, B we C tozanlary üçin termiki ýüklenenden soň ýokarlandy.
Her GranuCharge synagy üçin titreýän iýmitlendiriji ulanyldy (8-nji surata serediň).316L poslamaýan polat turbany ulanyň.Önümçilige baha bermek üçin ölçegler 3 gezek gaýtalandy.Her ölçeg üçin ulanylýan önümiň agramy takmynan 40 ml bolup, ölçegden soň hiç hili poroşok tapylmady.
Synagdan ozal poroşokyň agramy (mp, g), howanyň çyglylygy (RH,%) we temperatura (° C) hasaba alyndy.Synagyň başynda esasy poroşokyň zarýad dykyzlygy (q0 µC / kg) tozany Faradaý käsesine goýmak bilen ölçenildi.Ahyrynda, poroşok massasy kesgitlenildi we synagyň ahyrynda iň soňky zarýad dykyzlygy (qf, µC / kg) we Δq (Δq = qf - q0) hasaplandy.
Çig GranuCharge maglumatlary 2-nji tablisada we 9-njy suratda görkezilýär (σ köpelmek synagynyň netijelerinden hasaplanan adaty gyşarmak) we netijeler gistogramma görnüşinde görkezilýär (diňe q0 we Δq görkezilýär).SS 316L iň pes başlangyç zarýad;bu önümiň iň ýokary PSD-e eýe bolmagy bilen baglanyşykly bolup biler.Ilkinji alýumin garyndy poroşokyny ýüklemek barada aýdylanda, ýalňyşlyklaryň ululygy sebäpli hiç hili netije çykaryp bolmaz.
316L poslamaýan polat turbasy bilen baglanyşykdan soň, A nusgasy iň az zarýad aldy, B we C tozanlary hem şuňa meňzeş tendensiýany görkezdi, eger SS 316L tozy SS 316L garşysyna sürtülen bolsa, 0-a ýakyn zarýad dykyzlygy tapyldy (triboelektrik seriýasyna serediň).B önümi henizem A-dan has zarýad alýar C nusgasy üçin tendensiýa dowam edýär (pozitiw başlangyç zarýad we syzandan soň soňky zarýad), ýöne termiki zaýalanandan soň zarýadlaryň sany köpelýär.
200 ° C-de 2 sagatlyk ýylylyk stresinden soň, poroşokyň özüni alyp barşy gaty gyzykly bolýar.A we B nusgalarynda başlangyç zarýad azaldy we soňky zarýad negatiwden polo positiveitel ýagdaýa geçdi.SS 316L tozy iň ýokary başlangyç zarýaddy we zarýadyň dykyzlygynyň üýtgemegi oňyn boldy, ýöne pes galdy (ýagny 0.033 nC / g).
Alýumin ergininiň (AlSi10Mg) we 316L poslamaýan polatdan ýasalan tozanlaryň ýylylyk zaýalanmagynyň täsirini derňedik, asyl tozanlar howada 200 ° C-den 2 sagatdan soň seljerildi.
Poroşoklary ýokary temperaturada ulanmak önümiň akymyny gowulandyryp biler, bu ýokary meýdany bolan poroşoklar we ýokary ýylylyk geçirijiligi bolan materiallar üçin has möhüm bolup görünýär.GranuDrum akymy bahalandyrmak üçin ulanyldy, GranuPack dinamiki gaplama derňewi üçin ulanyldy, GranuCharge bolsa 316L poslamaýan polat turbasy bilen kontaktda poroşokyň triboelektrikliligini seljermek üçin ulanyldy.
Bu netijeler, ýylylyk stresinden soň her poroşok üçin Hausner koeffisiýentiniň gowulaşandygyny görkezýän GranuPack arkaly kesgitlenildi (ýalňyşlyklaryň ululygy sebäpli A nusgasyndan başga).Gaplamak parametri (n1 / 2) üçin takyk tendensiýa tapylmady, sebäbi käbir önümler gaplamagyň tizliginiň ýokarlanandygyny görkezdi, beýlekileri bolsa ters täsir etdi (mysal üçin B we C nusgalary).