Металл өстәмә җитештерү өчен порошокларның җылылык деградациясе: Агымга эффект, кинетиканы төрү, электростатика.

Сезнең тәҗрибәне яхшырту өчен без куки кулланабыз.Бу сайтны карауны дәвам итеп, сез безнең куки куллануга ризасыз.Өстәмә мәгълүмат.
Кушымчалы җитештерү (AM) 3D объектлар, берьюлы бер ультра нечкә катлам ясауны үз эченә ала, аны традицион эшкәртүгә караганда кыйммәтрәк итә.Ләкин, җыю процессында порошокның кечкенә өлеше компонентка эретелә.Калганнары кушылмый, шуңа күрә аларны кабат кулланырга мөмкин.Киресенчә, әгәр дә классик ысул белән ясалган булса, материалны чыгару өчен, гадәттә, тегермән һәм эшкәртү таләп ителә.
Порошокның үзлекләре машинаның параметрларын билгели һәм беренче чиратта исәпкә алынырга тиеш.Эретелмәгән порошок пычранган һәм эшкәртелмәсә, AM бәясе экономияле булмас.Порошокның деградациясе ике күренешкә китерә: продуктның химик модификациясе һәм морфология һәм кисәкчәләр күләмен бүлү кебек механик үзлекләрнең үзгәрүе.
Беренче очракта төп бурыч - саф эретмәләр булган каты структуралар булдыру, шуңа күрә без порошокның, мәсәлән, оксидлар яки нитридлар белән пычрануыннан сакланырга тиеш.Соңгы күренештә бу параметрлар сыеклык һәм таралу белән бәйле.Шуңа күрә, порошокның үзлекләрен үзгәртү продуктның бертөрле булмаган таралышына китерергә мөмкин.
Соңгы басмалардан алынган мәгълүматлар шуны күрсәтә: классик флометрлар порошок карават нигезендә AM-та порошокны тарату турында тиешле мәгълүмат бирә алмыйлар.Чималга (яки порошокка) характеристика бирүгә килгәндә, базарда бу таләпне канәгатьләндерә алырлык берничә үлчәү ысулы бар.Стресс торышы һәм порошок агымы кыры үлчәү көйләүдә һәм процесста бер үк булырга тиеш.Кысу йөкләренең булуы, кыр җайланмаларында һәм классик реометрларда IM җайланмаларында кулланылган ирекле өслек агымы белән туры килми.
GranuTools AM порошогын характерлау өчен эш процессын эшләде.Безнең төп максат - һәр геометрияне төгәл симуляция коралы белән җиһазлау, һәм бу эш процессы төрле басма процессларында порошок сыйфаты эволюциясен аңлау һәм күзәтү өчен кулланыла.Берничә стандарт алюминий эретмәләре (AlSi10Mg) төрле җылылык йөкләрендә (100 дән 200 ° C) кадәр озак вакыт дәвамында сайланган.
Порошокның электр корылмасы туплау сәләтен анализлап, җылылык деградациясен контрольдә тотарга мөмкин.Порошоклар агымга (GranuDrum инструменты), төрү кинетикасына (GranuPack инструменты) һәм электростатик тәртипкә (GranuCharge инструменты) анализланды.Бердәмлек һәм төрү кинетик үлчәүләре порошок сыйфатын күзәтү өчен яраклы.
Куллану җиңел булган порошоклар түбән кушылу күрсәткечләрен күрсәтәчәк, ә тиз тутыру динамикасы булган порошоклар продуктларны тутыру авыррак белән чагыштырганда түбән күзәнәкле механик өлешләр җитештерәчәк.
Безнең лабораториядә берничә ай сакланганнан соң, төрле кисәкчәләр размерлары булган өч алюминий эритмәсе порошогы һәм бер 316L дат басмас корыч үрнәге сайланды, монда А, В һәм С үрнәкләре дип атала, үрнәкләрнең характеристикалары башка җитештерүчеләрдән аерылып торырга мөмкин.Кисәкчәләрнең зурлыгы бүленеше лазер дифракция анализы белән үлчәнде / ISO 13320.
Алар машинаның параметрларын контрольдә тотканга, порошокның үзлекләре башта каралырга тиеш, ә эретелмәгән порошоклар пычранган һәм эшкәртелмәгән булып саналса, өстәмә җитештерү кеше өмет иткәнчә экономияле түгел.Шуңа күрә өч параметр тикшереләчәк: порошок агымы, төрү динамикасы һәм электростатика.
Таралу мөмкинлеге порошок катламының бердәмлеге һәм “яссылыгы” белән бәйле.Бу бик мөһим, чөнки шома өслекләрне бастыру җиңелрәк, һәм GranuDrum коралы ярдәмендә ябышу индексын үлчәү белән тикшереп була.
Чокырлар материалдагы зәгыйфь нокталар булганлыктан, алар ярыкларга китерергә мөмкин.Тотыру динамикасы - икенче төп параметр, чөнки тиз тутыру порошоклары түбән күзәнәкне тәэмин итә.Бу тәртип GranuPack белән n1 / 2 кыйммәте белән үлчәнә.
Порошокта электр корылмаларының булуы агломератлар барлыкка килүче берләштерүче көчләр тудыра.GranuCharge порошокларның агым вакытында сайланган материаллар белән контактта электростатик корылма булдыру сәләтен үлчәя.
Эшкәртү вакытында, GranuCharge агымның начарлануын алдан әйтә ала, мәсәлән, AM катламын ясаганда.Шулай итеп, алынган үлчәүләр ашлык өслегенең торышына бик сизгер (оксидлашу, пычрану һәм тупаслык).Соңыннан торгызылган порошокның картлыгын төгәл санарга мөмкин (± 0,5 nC).
GranuDrum - әйләнүче барабан принцибы нигезендә программалаштырылган порошок агымын үлчәү ысулы.Порошок үрнәгенең яртысы горизонталь цилиндрда, ачык диварлары бар.Барабан үз күчәрендә 2 - 60 әйләнеш тизлегендә әйләнә, һәм КД камерасы фотога төшә (30 секундтан 100 рәсемгә 1 секунд аралыгында).Imageава / порошок интерфейсы һәр рәсемдә кырны ачыклау алгоритмы ярдәмендә билгеләнә.
Интерфейсның уртача позициясен һәм бу уртача позиция тирәсендәге осылуларны исәпләгез.Eachәрбер әйләнү тизлеге өчен агым почмагы (яки "динамик роза почмагы") αf уртача интерфейс позициясеннән исәпләнә, һәм динара кушылу факторы inter интерфейс үзгәрүеннән анализлана.
Агым почмагы берничә параметр белән тәэсир итә: сүрелү, форма һәм кисәкчәләр арасындагы бердәмлек (ван дер Вальс, электростатик һәм капилляр көчләре).Берләштерелгән порошоклар арадаш агымга китерәләр, ә ябык булмаган порошоклар даими агымга китерәләр.Ff агым почмагының түбән кыйммәтләре яхшы агымга туры килә.Нульгә якын динамик ябышу индексы кушылмаган порошокка туры килә, шуңа күрә порошокның ябышуы арта барган саен, ябышу индексы тиешенчә арта.
GranuDrum сезгә карның беренче почмагын һәм порошокның агым вакытында аэрациясен үлчәргә, шулай ук ​​σf ябышу индексын һәм әйләнү тизлегенә карап агым почмагын үлчәргә мөмкинлек бирә.
GranuPack-ның күпчелек тыгызлыгы, таптау тыгызлыгы һәм Hausner нисбәтен үлчәү (шулай ук ​​"таптау тестлары" дип атала) җиңеллеге һәм үлчәү тизлеге аркасында порошок характеристикасы өчен идеаль.Порошокның тыгызлыгы һәм тыгызлыгын арттыру сәләте саклау, ташу, агломерация һ.б. вакытында мөһим параметрлар. Тәкъдим ителгән процедуралар Фармакопоиядә күрсәтелгән.
Бу гади тестның өч төп җитешсезлеге бар.Measлчәү операторга бәйле, һәм тутыру ысулы порошокның баш күләменә тәэсир итә.Гомуми күләмне үлчәү нәтиҗәләрдә җитди хаталарга китерергә мөмкин.Экспериментның гадилеге аркасында, без башлангыч һәм соңгы үлчәүләр арасындагы кысылу динамикасын исәпкә алмадык.
Даими розеткага ашатылган порошокның тәртибе автоматлаштырылган җиһаз ярдәмендә анализланды.Hausner коэффициентын H, башлангыч тыгызлыгы ρ (0) һәм соңгы тыгызлыгы ρ (n) белән төгәл басыгыз.
Краннар саны гадәттә n = 500 белән билгеләнә.GranuPack - соңгы динамик тикшеренүләр нигезендә автоматлаштырылган һәм алдынгы таптап тыгызлык үлчәве.
Башка индексларны кулланырга мөмкин, ләкин алар монда бирелмәгән.Порошок каты автоматлаштырылган инициализация процессы аша металл трубага урнаштырыла.N1 / 2 динамик параметрының экстраполяциясе һәм максималь тыгызлыгы ρ (∞) кысылу сызыгыннан алынды.
Порошок / һава интерфейс дәрәҗәсен кысу өчен, җиңел буш цилиндр порошок карават өстендә утыра.Порошок үрнәге булган труба fixedZ биеклегенә күтәрелә һәм гадәттә ΔZ = 1 мм яки ΔZ = 3 мм биеклектә иркен төшә, бу һәр кагылудан соң автоматик рәвештә үлчәнә.Өйнең V күләмен биеклектән исәпләгез.
Тыгызлыгы - м массасының порошок катламы күләменә мөнәсәбәте. Порошокның массасы билгеле, тыгызлык each һәр тәэсирдән соң кулланыла.
Хауснер коэффициенты H кысу факторы белән бәйле һәм Hr = ρ (500) / ρ (0) тигезләмәсе белән анализлана, монда ρ (0) күпчелек тыгызлык, ρ (500) 500 циклдан соң исәпләнгән агым.Тыгызлык кран.GranuPack ысулын кулланганда, аз күләмдә порошок (гадәттә 35 мл) кулланып нәтиҗәләр ясала.
Порошокның үзенчәлекләре һәм җайланма ясалган материалның үзлекләре төп параметрлар.Агым вакытында электростатик корылмалар трибоэлектрик эффект аркасында порошок эчендә барлыкка килә, бу ике каты контактка кергәндә заряд алмашу.
Порошок җайланма эчендә агып чыккач, трибоэлектрик эффект кисәкчәләр контактында һәм кисәкчәләр белән җайланма контактында була.
Сайланган материал белән контактта, GranuCharge автоматик рәвештә порошок эчендә барлыкка килгән электростатик корылма күләмен автоматик рәвештә үлчәя.Порошок үрнәге тибрәнүче V-труба эчендә агып, электрометрга тоташтырылган Фарадай касәсенә төшә, порошок V-труба эчендә хәрәкәт иткәндә алынган корылманы үлчәя.Репродуктив нәтиҗәләр өчен V-трубаларны еш тукландыру өчен әйләнүче яки тибрәнүче җайланма кулланыгыз.
Трибоэлектрик эффект бер объектның үз өслегендә электроннар алуына китерә һәм тискәре корылма була, икенче объект электроннарны югалта һәм шулай итеп уңай корылма була.Кайбер материаллар электроннарны башкаларга караганда җиңелрәк ала, һәм шулай ук, башка материаллар электроннарны җиңелрәк югалта.
Кайсы материал тискәре була, кайсысы уңай була, электрон алу яки югалту өчен катнашкан материалларның чагыштырмача тизлегенә бәйле.Бу тенденцияләрне күрсәтү өчен, 1 нче таблицада күрсәтелгән трибоэлектрик серияләр эшләнде.Позитив корылма тенденциясе булган материаллар һәм тискәре корылма тенденциясе булган материаллар күрсәтелгән, һәм тәртип тенденциясен күрсәтмәгән материаль ысуллар таблицаның уртасында күрсәтелгән.
Икенче яктан, таблицада материалларның зарядлану тәртибе турында мәгълүмат бирелә, шуңа күрә GranuCharge порошокларның зарядлау тәртибе өчен төгәл сан кыйммәтләрен тәэмин итү өчен ясалган.
Термаль бүленүне анализлау өчен берничә эксперимент үткәрелде.Samрнәкләр 200 ° C температурада бер-ике сәгатькә урнаштырылды.Аннары порошок шунда ук GranuDrum (кайнар исем) белән анализлана.Аннары порошок әйләнә-тирә температурага җиткәнче контейнерга урнаштырылды, аннары GranuDrum, GranuPack һәм GranuCharge (ягъни "салкын") ярдәмендә анализланды.
Чимал үрнәкләре GranuPack, GranuDrum һәм GranuCharge ярдәмендә бер бүлмә дымлылыгы / температурасында анализланган (ягъни 35,0 ± 1,5% RH һәм 21,0 ± 1,0 ° C температура).
Берләшү индексы порошокларның агымын исәпли һәм өч контакт көче (ван дер Вальс, капилляр һәм электростатик көчләр) булган интерфейс (порошок / һава) торышының үзгәрүе белән корреляцияләнә.Эксперимент алдыннан чагыштырмача һава дымлылыгы (RH,%) һәм температура (° C) теркәлде.Аннары порошок барабанга салынды, һәм эксперимент башланды.
Тиксотроп параметрларын караганда бу продуктлар агломерациягә бирелми дигән нәтиҗәгә килдек.Кызык, җылылык стрессы А һәм В үрнәкләренең порошокларының реологик тәртибен кыру калынлыгыннан кыру нечкәлегенә үзгәртте.Икенче яктан, C һәм SS 316L үрнәкләре температурага тәэсир итмәделәр һәм бары тик калынлыкны күрсәттеләр.Eachәрбер порошок җылыту һәм суытудан соң яхшырак таралу мөмкинлеге булган (ягъни түбән кушылу индексы).
Температура эффекты кисәкчәләрнең билгеле өлкәсенә дә бәйле.Материалның җылылык үткәрүчәнлеге никадәр югары булса, температурага тәэсир шулкадәр зур (ягъни ??? 225 °? = 250?.? - 1.?-1) һәм ??? 316?.225 °? = 19?.? - 1.?-1) Кисәкчәләр кечерәк булса, температураның эффекты шулкадәр зур.Алюминий эритмәсе порошоклары таралу мөмкинлеге аркасында югары температурада куллану өчен бик яхшы, хәтта суытылган үрнәкләр дә оригиналь порошокларга караганда яхшырак агымга ирешәләр.
GranuPack һәр эксперименты өчен порошокның массасы һәр эксперимент алдыннан теркәлде, һәм үрнәк 500 тапкыр 1 Гц тәэсир ешлыгы белән үлчәү күзәнәгендә 1 мм ирекле төшү белән (энергия энергиясе ∝).Userрнәк кулланучының бәйсез программа күрсәтмәләре буенча үлчәү күзәнәгенә таратыла.Аннары репродуктивлыкны бәяләү өчен үлчәүләр ике тапкыр кабатланды һәм уртача һәм стандарт тайпылышны тикшерделәр.
GranuPack анализы тәмамланганнан соң, күпчелек тыгызлык (ρ (0)), соңгы тыгызлык (берничә кранда, n = 500, ягъни ρ (500)), Хауснер коэффициенты / Carr индексы (Hr / Cr) һәм кысылу кинетикасы белән бәйле ике теркәлү параметры (n1 / 2 һәм τ).Оптималь тыгызлык ρ (∞) шулай ук ​​күрсәтелә (1 нче кушымтаны карагыз).Түбәндәге таблицада эксперименталь мәгълүматлар үзгәртелә.
6 һәм 7 нче рәсемнәрдә гомуми кысылу сызыгы (күпчелек тыгызлык тәэсир санына каршы) һәм n1 / 2 / Hausner параметрлары күрсәтелә.Уртача кулланып исәпләнгән хата барлары һәр сызыкта күрсәтелә, һәм стандарт тайпылышлар кабатлану сынаулары белән исәпләнде.
316L дат басмас корыч продукт иң авыр продукт иде (ρ (0) = 4.554 г / мл).Тыгызлыгы ягыннан SS 316L иң авыр порошок булып кала (ρ (n) = 5.044 г / мл), аннары А үрнәге (ρ (n) = 1,668 г / мл), аннары B үрнәге (ρ (n) = 1,668 г / мл)./ мл) (n) = 1,645 г / мл).С үрнәге иң түбән иде (ρ (n) = 1,581 г / мл).Башлангыч порошокның күпчелек тыгызлыгы буенча, без А үрнәгенең иң җиңел булуын күрәбез, һәм хаталарны (1,380 г / мл) исәпкә алып, В һәм С үрнәкләре якынча бер үк кыйммәткә ия.
Порошок җылытылганда, аның Hausner катнашы кими, һәм бу бары тик B, C, SS 316L үрнәкләре белән генә була.А үрнәге өчен, хаталар такталарының зурлыгы аркасында башкару мөмкин булмады.N1 / 2 өчен ассызыкланган параметрик тенденция катлаулырак.A һәм SS 316L үрнәге өчен n1 / 2 кыйммәте 2 сәгатьтән соң 200 ° C ка кимеде, В һәм С порошоклары өчен җылылык йөкләнгәннән соң артты.
GranuCharge эксперименты өчен тибрәнүче ашаткыч кулланылды (8 нче рәсемне кара).316L дат басмас корыч торбаны кулланыгыз.Репродуктивлыкны бәяләү өчен үлчәүләр 3 тапкыр кабатланды.Eachәр үлчәү өчен кулланылган продуктның авырлыгы якынча 40 мл иде, үлчәүдән соң бер порошок та алынмады.
Эксперимент алдыннан порошокның авырлыгы (mp, g), чагыштырмача һава дымлылыгы (RH,%), һәм температура (° C) теркәлде.Тест башланганда, төп порошокның корылма тыгызлыгы (q0 µC / кг) порошокны Фарадай касәсенә куеп үлчәнде.Ниһаять, порошок массасы төзәтелде һәм эксперимент ахырында соңгы корылма тыгызлыгы (qf, µC / кг) һәм Δq (Δq = qf - q0) исәпләнде.
GranuCharge чималы 2-нче таблицада һәм 9-нчы рәсемдә күрсәтелгән (σ - репродуктивлык сынаулары нәтиҗәләреннән исәпләнгән стандарт тайпылыш), һәм нәтиҗәләр гистограмма рәвешендә күрсәтелә (q0 һәм Δq гына күрсәтелә).SS 316L иң түбән башлангыч корылма;бу бу продуктның иң югары PSD булуына бәйле булырга мөмкин.Беренчел алюминий эритмәсе порошогын беренче йөкләүгә килгәндә, хаталар зурлыгы аркасында бернинди нәтиҗә ясап булмый.
316L дат басмас корыч торба белән контакттан соң, А үрнәге иң аз күләмдә корылма алды, ә B һәм C порошоклары охшаш тенденцияне күрсәттеләр, әгәр SS 316L порошогы SS 316L белән сөртелсә, 0 га якын корылма тыгызлыгы табылды (трибоэлектрик сериясен карагыз).В продукты әле дә A-тан күбрәк зарядланган, С үрнәге өчен тенденция дәвам итә (уңай башлангыч корылма һәм агып чыкканнан соң соңгы корылма), ләкин җылылык деградациясеннән соң заряд саны арта.
200 ° C температурада 2 сәгать җылылык стрессыннан соң, порошокның тәртибе бик кызыклы була.А һәм В үрнәкләрендә башлангыч корылма кимеде һәм соңгы корылма тискәредән уңай якка күчә.SS 316L порошогы иң югары башлангыч корылма булган һәм корылма тыгызлыгы үзгәрү уңай булган, ләкин түбән булып калган (ягъни 0.033 nC / g).
Термаль деградациянең алюминий эретмәсе (AlSi10Mg) һәм 316L дат басмас корыч порошокларның кушылган тәртибенә тәэсирен тикшердек, ә оригиналь порошоклар 2 сәгатьтән соң 200 ° C һавада анализланды.
Порошокларны югары температурада куллану продуктның агымын яхшырта ала, бу эффект югары мәйданлы порошоклар һәм югары җылылык үткәрүчәнлеге булган материаллар өчен мөһимрәк булып күренә.GranuDrum агымны бәяләү өчен кулланылды, GranuPack динамик төрү анализы өчен кулланылды, һәм GranuCharge 316L дат басмас корыч торба белән контактта порошокның трибоэлектриклыгын анализлау өчен кулланылды.
Бу нәтиҗәләр GranuPack ярдәмендә билгеләнде, бу җылылык стресс процессыннан соң һәр порошок өчен Hausner коэффициентының яхшыруын күрсәтте (А үрнәгеннән кала, хаталар зурлыгы аркасында).Урнаштыру параметры өчен ачык тенденция табылмады (n1 / 2), чөнки кайбер продуктлар төрү тизлегенең артуын күрсәттеләр, калганнары капма-каршы эффект күрсәттеләр (мәсәлән, В һәм С үрнәкләре).


Пост вакыты: 12-2022 ноябрь