Сезнең тәҗрибәгезне яхшырту өчен без cookie файлларын кулланабыз. Бу сайтны карауны дәвам итеп, сез безнең cookie файлларын куллануыбызга ризалашасыз. Өстәмә мәгълүмат.
Өстәмә җитештерү (ӘҖ) берьюлы бер ультра-нечкә катламлы 3D объектлар ясауны үз эченә ала, бу аны традицион эшкәртүгә караганда кыйммәтрәк итә. Ләкин, җыю процессында порошокның аз гына өлеше компонентка эретеп ябыштырыла. Калганнары эреми, шуңа күрә аларны кабат кулланырга мөмкин. Киресенчә, әгәр объект классик ысул белән ясалган булса, гадәттә материалны алу өчен фрезерлау һәм эшкәртү кирәк.
Порошокның үзлекләре машинаның параметрларын билгели һәм беренче чиратта исәпкә алынырга тиеш. Эретелмәгән порошок пычранган һәм кабат эшкәртеп булмый торганлыктан, AM бәясе икътисади яктан отышлы булмас иде. Порошокның таркалуы ике күренешкә китерә: продуктның химик модификациясе һәм морфология һәм кисәкчәләр зурлыгы таралышы кебек механик үзлекләрнең үзгәрүе.
Беренче очракта, төп бурыч - саф эретмәләрдән торган каты структуралар булдыру, шуңа күрә безгә порошокның пычрануыннан, мәсәлән, оксидлар яки нитридлар белән, сакланырга кирәк. Соңгы күренештә бу параметрлар сыеклык һәм таралучанлык белән бәйле. Шуңа күрә порошокның үзлекләрендәге теләсә нинди үзгәреш продуктның тигез булмаган таралуына китерергә мөмкин.
Соңгы басмалардан алынган мәгълүматлар күрсәткәнчә, классик агым үлчәү җайланмалары порошок катламына нигезләнеп, AMдагы порошокның таралышы турында җитәрлек мәгълүмат бирә алмый. Чималның (яки порошокның) характеристикасына килгәндә, базарда бу таләпне канәгатьләндерә алырлык берничә тиешле үлчәү ысулы бар. Көчәнеш халәте һәм порошок агымы кыры үлчәү җайланмасында һәм процесс барышында бер үк булырга тиеш. Кысылу йөкләнешләренең булуы IM җайланмаларында кисү тестерларында һәм классик реометрларда кулланыла торган ирекле өслек агымы белән туры килми.
GranuTools компаниясе AM порошокны характерлау өчен эш процессын эшләде. Безнең төп максатыбыз - һәр геометрияне төгәл процесс симуляцияләү коралы белән җиһазландыру, һәм бу эш процессы төрле бастыру процессларында порошок сыйфатының эволюциясен аңлау һәм күзәтү өчен кулланыла. Төрле җылылык йөкләмәләрендә (100 дән 200 °C га кадәр) төрле вакыт аралыгында берничә стандарт алюминий эретмәсе (AlSi10Mg) сайланды.
Термик таркалуны порошокның электр зарядын туплау сәләтен анализлау юлы белән контрольдә тотарга мөмкин. Порошоклар агымчанлык (GranuDrum җайланмасы), төргәкләү кинетикасы (GranuPack җайланмасы) һәм электростатик үз-үзен тотышы (GranuCharge җайланмасы) буенча анализланды. Когезия һәм төргәкләү кинетикасын үлчәү порошок сыйфатын күзәтү өчен яраклы.
Җиңел сөртелә торган порошоклар түбән когезия күрсәткечләрен күрсәтәчәк, ә тиз тутыру динамикасы булган порошоклар авыррак тутырыла торган продуктларга караганда түбәнрәк мәсамәле механик детальләр җитештерәчәк.
Лабораториябездә берничә ай сакланганнан соң, төрле кисәкчәләр зурлыгы бүленеше булган өч алюминий эретмәсе порошогы (AlSi10Mg) һәм бер 316L дат басмас корыч үрнәге сайланды, монда алар A, B һәм C үрнәкләре дип атала. Үрнәкләрнең үзенчәлекләре башка җитештерүчеләрнекеннән аерылып торырга мөмкин. Үрнәкнең кисәкчәләр зурлыгы бүленеше лазер дифракция анализы/ISO 13320 ярдәмендә үлчәнде.
Алар машина параметрларын контрольдә тотканлыктан, порошокның үзлекләрен беренче чиратта исәпкә алырга кирәк, һәм эретелмәгән порошоклар пычранган һәм эшкәртеп булмый торган дип саналса, өстәмә җитештерү өметләнгәнчә икътисади түгел. Шуңа күрә өч параметр тикшереләчәк: порошок агымы, төргәкләү динамикасы һәм электростатика.
Яйылучанлык кабат каплау операциясеннән соң порошок катламының тигезлеге һәм "тигезлеге" белән бәйле. Бу бик мөһим, чөнки тигез өслекләрне бастыру җиңелрәк һәм аларны GranuDrum коралы белән адгезия индексын үлчәү ярдәмендә тикшерергә мөмкин.
Материалның зәгыйфь нокталары булганлыктан, алар ярыкларга китерергә мөмкин. Тутыру динамикасы икенче төп параметр булып тора, чөнки тиз тутыру порошоклары түбән порышлык бирә. Бу үзенчәлек GranuPack ярдәмендә n1/2 кыйммәте белән үлчәнә.
Порошокта электр зарядлары булу агломератлар барлыкка килүгә китерә торган когезив көчләр тудыра. GranuCharge порошокларның агым вакытында сайланган материаллар белән контактта электростатик заряд барлыкка китерү сәләтен үлчи.
Эшкәртү барышында GranuCharge агымның начарлануын фаразлый ала, мәсәлән, AMда катлам формалаштырганда. Шулай итеп, алынган үлчәүләр бөртек өслегенең торышына (оксидлашу, пычрану һәм тупаслык) бик сизгер. Аннары алынган порошокның картаюын төгәл саннар белән билгеләргә мөмкин (±0,5 нК).
GranuDrum - әйләнүче барабан принцибына нигезләнгән программалаштырылган порошок агымын үлчәү ысулы. Порошок үрнәгенең яртысы үтә күренмәле ян стеналары булган горизонталь цилиндрда урнашкан. Барабан үз күчәре тирәли 2 дән 60 әйләнү/мин кадәр почмак тизлегендә әйләнә, һәм CCD камерасы фотолар төшерә (1 секунд интервал белән 30 дан 100 гә кадәр фото). Һава/порошок интерфейсы һәр фотода кырыйны ачыклау алгоритмы ярдәмендә билгеләнә.
Интерфейсның уртача позициясен һәм бу уртача позиция тирәсендәге тирбәнешләрне исәпләгез. Һәр әйләнү тизлеге өчен агым почмагы (яки "тынычлыкның динамик почмагы") αf уртача интерфейс позициясеннән исәпләнә, һәм бөртекләр арасындагы бәйләнеш белән бәйле динамик когезия коэффициенты σf интерфейс тирбәнешләреннән анализлана.
Агым почмагына берничә параметр тәэсир итә: ышкылу, форма һәм кисәкчәләр арасындагы когезия (ван-дер-Ваальс, электростатик һәм капилляр көчләр). Когезив порошоклар өзек-өзек агымга китерә, ә ябышкак булмаган порошоклар даими агымга китерә. Агым почмагының түбән кыйммәтләре αf яхшы агымга туры килә. Нульгә якын динамик адгезия индексы когезив булмаган порошокка туры килә, шуңа күрә порошокның адгезиясе арткан саен, адгезия индексы да шуңа күрә арта.
GranuDrum сезгә агым вакытында кар ишелүнең беренче почмагын һәм порошокның һавалануын үлчәргә, шулай ук ​​әйләнү тизлегенә карап ябышу индексы σf һәм агым почмагы αf үлчәргә мөмкинлек бирә.
GranuPack'ның күләм тыгызлыгы, тукыма тыгызлыгы һәм Хауснер нисбәте үлчәүләре (шулай ук ​​"тукыма тестлары" дип тә атала) порошок характеристикасын билгеләү өчен идеаль, чөнки алар җиңел һәм тиз үлчәнә. Порошок тыгызлыгы һәм аның тыгызлыгын арттыру мөмкинлеге саклау, ташу, агломерация һ.б. вакытында мөһим параметрлар булып тора. Тәкъдим ителгән процедуралар Фармакопеяда күрсәтелгән.
Бу гади сынауның өч төп кимчелеге бар. Үлчәү операторга бәйле, һәм тутыру ысулы порошокның башлангыч күләменә тәэсир итә. Гомуми күләмне үлчәү нәтиҗәләрдә җитди хаталарга китерергә мөмкин. Экспериментның гадилеге аркасында, без башлангыч һәм соңгы үлчәүләр арасындагы тыгызлану динамикасын исәпкә алмадык.
Өзлексез чыгу урынына кертелгән порошокның үз-үзен тотышы автоматлаштырылган җиһазлар ярдәмендә анализланды. n тапкыр басу тавышыннан соң Хауснер коэффициентын Hr, башлангыч тыгызлыкны ρ(0) һәм соңгы тыгызлыкны ρ(n) төгәл үлчәгез.
Таплаулар саны гадәттә n=500 белән билгеләнә. GranuPack - соңгы динамик тикшеренүләргә нигезләнгән автоматик һәм алдынгы таплау тыгызлыгын үлчәү ысулы.
Башка индекслар да кулланылырга мөмкин, ләкин алар монда күрсәтелмәгән. Порошок катгый автоматик инициализация процессы аша металл көпшәгә урнаштырыла. n1/2 динамик параметрының һәм максималь тыгызлык ρ(∞) экстраполяциясе тыгызлау кәкресеннән алып ташланган.
Тыгызлау вакытында порошок/һава чикләрен тигез тоту өчен порошок катламы өстендә җиңел буш цилиндр урнашкан. Порошок үрнәге булган трубка ΔZ билгеләнгән биеклеккә күтәрелә һәм гадәттә ΔZ = 1 мм яки ΔZ = 3 мм билгеләнгән биеклектә ирекле төшә, ул һәр кагылудан соң автоматик рәвештә үлчәнә. Биеклектән өемнең күләме V ны исәпләгез.
Тыгызлык - m массасының порошок катламы күләменә V нисбәте. m порошок массасы билгеле, тыгызлык ρ һәр бәрелүдән соң кулланыла.
Хауснер коэффициенты Hr тыгызлану коэффициенты белән бәйле һәм Hr = ρ(500) / ρ(0) тигезләмәсе белән анализлана, монда ρ(0) - башлангыч күләм тыгызлыгы, ә ρ(500) - 500 циклдан соң исәпләнгән агым. Тыгызлык краны. GranuPack ысулын кулланганда, нәтиҗәләр аз күләмдә порошок (гадәттә 35 мл) кулланып кабатланырга мөмкин.
Порошокның үзлекләре һәм җайланма ясалган материалның үзлекләре төп параметрлар булып тора. Агым вакытында порошок эчендә электростатик корылмалар барлыкка килә, бу ике каты матдә бәйләнешкә кергәндә корылмалар алмашу дигән сүз, трибоэлектрик эффект аркасында.
Порошок җайланма эченә агып кергәндә, кисәкчәләр арасындагы бәйләнештә һәм кисәкчәләр белән җайланма арасындагы бәйләнештә трибоэлектрик эффект барлыкка килә.
Сайланган материал белән бәйләнешкә кергәндә, GranuCharge автоматик рәвештә порошок эчендә агым вакытында барлыкка килгән электростатик заряд күләмен үлчи. Порошок үрнәге тибрәнүче V-төпчә эчендә ага һәм порошок V-төпчә эчендә хәрәкәт иткәндә барлыкка килгән зарядны үлчәүче электрометрга тоташтырылган Фарадей стаканына төшә. Кабатланырлык нәтиҗәләр өчен, V-төпчәләрне еш кына тукландыру өчен әйләндергеч яки тибрәнү җайланмасын кулланыгыз.
Трибоэлектрик эффект бер җисемнең үз өслегендә электроннар җыюына һәм шулай итеп тискәре зарядлануына китерә, ә икенче җисем электроннарын югалта һәм шулай итеп уңай зарядлана. Кайбер материаллар башкаларга караганда җиңелрәк электроннар ала, һәм шулай ук ​​башка материаллар да электроннарын җиңелрәк югалта.
Кайсы материалның тискәре, ә кайсысының уңай булачагы катнашкан материалларның электроннарны алу яки югалту өчен чагыштырмача омтылышына бәйле. Бу тенденцияләрне күрсәтү өчен, 1 нче таблицада күрсәтелгән трибоэлектрик рәт эшләнде. Уңай заряд тенденциясе булган материаллар һәм тискәре заряд тенденциясе булган башка материаллар күрсәтелгән, ә бернинди дә үз-үзен тотыш тенденциясен күрсәтмәгән материал ысуллары таблица уртасында күрсәтелгән.
Икенче яктан, таблица материалларның зарядка үз-үзен тотышындагы тенденцияләр турында гына мәгълүмат бирә, шуңа күрә GranuCharge порошокларның зарядка үз-үзен тотышы өчен төгәл санлы кыйммәтләр бирү өчен булдырылган.
Термик таркалуны анализлау өчен берничә тәҗрибә үткәрелде. Үрнәкләр 200°C температурада бер-ике сәгатькә куелды. Аннары порошок шунда ук GranuDrum (кайнар исем) белән анализланды. Аннары порошок әйләнә-тирә мохит температурасына җиткәнче савытка салынды һәм GranuDrum, GranuPack һәм GranuCharge (ягъни "салкын") ярдәмендә анализланды.
Чимал үрнәкләр GranuPack, GranuDrum һәм GranuCharge кулланып, бер үк бүлмә дымлылыгында/температурасында (мәсәлән, 35,0 ± 1,5% ныграк һава торышы һәм 21,0 ± 1,0 °C температура) анализланды.
Когезия индексы порошокларның агып торучанлыгын исәпли һәм чикнең урнашуындагы үзгәрешләр белән корреляцияли (порошок/һава), ул бары тик өч контакт көчен тәшкил итә (ван-дер-Ваальс, капилляр һәм электростатик көчләр). Тәҗрибә алдыннан һаваның чагыштырма дымлылыгы (RH, %) һәм температурасы (°C) теркәлде. Аннары порошок барабанга салынды, һәм тәҗрибә башланды.
Без тиксотроп параметрларны караганда, бу продуктлар агломерациягә бирешми дигән нәтиҗәгә килдек. Кызыклысы шунда ки, термик стресс А һәм В үрнәкләренең порошокларының реологик үз-үзен тотышын кисү калынаюыннан кисү сирәклегенә үзгәртте. Икенче яктан, C һәм SS 316L үрнәкләренә температура тәэсир итмәде һәм алар бары тик кисү калынаюын гына күрсәттеләр. Һәр порошок җылытканнан һәм суытканнан соң яхшырак таралучанлыкка (ягъни түбән когезия индексына) ия булды.
Температура эффекты шулай ук ​​кисәкчәләрнең билгеле бер мәйданына бәйле. Материалның җылылык үткәрүчәнлеге югарырак булган саен, температурага йогынтысы да зуррак (мәсәлән, ???225°?=250??-1.?-1) һәм ???316?. 225°?=19??-1.?-1). Кисәкчә кечерәк булган саен, температураның йогынтысы да зуррак. Алюминий эретмәсе порошоклары югары температурада куллану өчен бик яхшы, чөнки аларның таралучанлыгы артты, һәм хәтта суытылган үрнәкләр дә башлангыч порошокларга караганда яхшырак агып торучанлыкка ирешә.
Һәр GranuPack эксперименты өчен, һәр эксперимент алдыннан порошокның массасы теркәлде, һәм үрнәккә 500 тапкыр 1 Гц бәрелү ешлыгы белән, үлчәү күзәнәгендә 1 мм ирекле төшү белән (бәрелү энергиясе ∝) сугарылды. Үрнәк кулланучыга бәйсез программа тәэминаты күрсәтмәләренә туры китереп үлчәү күзәнәгенә таратыла. Аннары кабатланучанлыкны бәяләү өчен үлчәүләр ике тапкыр кабатланды һәм уртача һәм стандарт тайпылыш тикшерелде.
GranuPack анализы тәмамланганнан соң, башлангыч күләм тыгызлыгы (ρ(0)), соңгы күләм тыгызлыгы (берничә тапкыр басканда, n = 500, ягъни ρ(500)), Хауснер нисбәте/Карр индексы (Hr/Cr) һәм ике теркәү параметры (n1/2 һәм τ) тыгызлану кинетикасына бәйле. Оптималь тыгызлык ρ(∞) да күрсәтелгән (1 нче кушымтаны карагыз). Түбәндәге таблица эксперименталь мәгълүматларны яңадан структуралаштыра.
6 һәм 7 нче рәсемнәрдә гомуми тыгызлану кәкресе (күләм тыгызлыгы һәм йогынтылар саны) һәм n1/2/Хауснер параметрлары нисбәте күрсәтелгән. Уртача кыйммәт ярдәмендә исәпләнгән хата полосалары һәр кәкредә күрсәтелгән, ә стандарт тайпылышлар кабатланучанлыкны сынау юлы белән исәпләнгән.
316L дат басмас корычтан эшләнгән продукт иң авыр продукт булып саналган (ρ(0) = 4,554 г/мл). Таптау тыгызлыгы буенча, SS 316L иң авыр порошок булып кала (ρ(n) = 5,044 г/мл), аннан соң А үрнәге (ρ(n) = 1,668 г/мл), аннан соң В үрнәге (ρ(n) = 1,668 г/мл). /мл) (n) = 1,645 г/мл). С үрнәге иң түбән булган (ρ(n) = 1,581 г/мл). Башлангыч порошокның күләм тыгызлыгы буенча, без А үрнәгенең иң җиңел булуын күрәбез, һәм хаталарны (1,380 г/мл) исәпкә алганда, В һәм С үрнәкләре якынча бер үк кыйммәткә ия.
Порошок җылытылганда, аның Хауснер коэффициенты кими, һәм бу бары тик B, C һәм SS 316L үрнәкләрендә генә була. А үрнәге өчен хата полосаларының зурлыгы аркасында моны эшләү мөмкин булмады. n1/2 өчен параметрик тенденция астына сызу катлаулырак. А һәм SS 316L үрнәкләре өчен n1/2 кыйммәте 200°C температурада 2 сәгатьтән соң кимеде, ә B һәм C порошоклары өчен термик йөкләүдән соң артты.
Һәр GranuCharge эксперименты өчен тибрәнүчән тукландыручы кулланылды (8 нче рәсемне карагыз). 316L дат басмас корыч торба кулланыгыз. Кабатланучанлыкны бәяләү өчен үлчәүләр 3 тапкыр кабатланды. Һәр үлчәү өчен кулланылган продуктның авырлыгы якынча 40 мл иде һәм үлчәүдән соң порошок табылмады.
Эксперимент алдыннан порошокның авырлыгы (mp, g), чагыштырма һава дымлылыгы (RH, %) һәм температура (°C) теркәлде. Сынау башында, порошокны Фарадей стаканына салып, беренчел порошокның заряд тыгызлыгы (q0 мкC/кг) үлчәнде. Ниһаять, порошок массасы билгеләнде һәм эксперимент ахырындагы соңгы заряд тыгызлыгы (qf, мкC/кг) һәм Δq (Δq = qf – q0) исәпләнде.
GranuCharge чимал мәгълүматлары 2 нче таблицада һәм 9 нчы рәсемдә күрсәтелгән (σ - кабатланучанлык тесты нәтиҗәләреннән исәпләнгән стандарт тайпылыш), һәм нәтиҗәләр гистограмма рәвешендә күрсәтелгән (q0 һәм Δq гына күрсәтелгән). SS 316L башлангыч заряды иң түбән; бу продуктның иң югары PSDга ия булуы белән бәйле булырга мөмкин. Беренчел алюминий эретмәсе порошогын башлангыч йөкләүгә килгәндә, хаталарның зурлыгы аркасында бернинди нәтиҗә дә ясап булмый.
316L дат басмас корыч торба белән бәйләнештән соң, А үрнәге иң аз заряд алган, ә В һәм С порошоклары охшаш тенденция күрсәткән, әгәр SS 316L порошогын SS 316L белән ышкып карасак, 0 гә якын заряд тыгызлыгы табылган (трибоэлектрик сериясен карагыз). В продукты һаман да А га караганда күбрәк зарядланган. С үрнәге өчен тенденция дәвам итә (башлангыч заряд уңай һәм агып чыгудан соң соңгы заряд), ләкин термик таркалудан соң зарядлар саны арта.
200 °C температурада 2 сәгатьлек термик киеренкелектән соң, порошокның үз-үзен тотышы бик кызыклы була. А һәм В үрнәкләрендә башлангыч заряд кимегән, ә соңгы заряд тискәредән уңайга күчкән. SS 316L порошогы иң югары башлангыч зарядка ия ​​булган һәм аның заряд тыгызлыгы үзгәреше уңайга әйләнгән, ләкин түбән булып калган (ягъни 0,033 нКл/г).
Без алюминий эретмәсе (AlSi10Mg) һәм 316L дат басмас корыч порошокларының берләштерелгән үз-үзен тотышына термик таркалуның йогынтысын тикшердек, ә башлангыч порошоклар 200°C һавада 2 сәгать тотканнан соң анализланды.
Порошокларны югары температурада куллану продуктның агымчанлыгын яхшырта ала, бу эффект югары чагыштырма мәйданлы порошоклар һәм югары җылылык үткәрүчәнлеге булган материаллар өчен мөһимрәк булып күренә. GranuDrum агымны бәяләү өчен, GranuPack динамик төргәкләү анализы өчен, ә GranuCharge 316L дат басмас корыч торба белән бәйләнештә порошокның трибоэлектриклыгын анализлау өчен кулланылды.
Бу нәтиҗәләр GranuPack ярдәмендә билгеләнде, ул термик киеренкелек процессыннан соң һәр порошок өчен Хауснер коэффициентының яхшыруын күрсәтте (А үрнәгеннән кала, хаталарның зурлыгы аркасында). Төрү параметры (n1/2) өчен ачык тенденция табылмады, чөнки кайбер продуктларда төрү тизлеге артты, ә башкаларында контраст эффекты күзәтелде (мәсәлән, В һәм С үрнәкләре).