Tajribangizni yaxshilash uchun cookie-fayllardan foydalanamiz.Ushbu saytni ko'rib chiqishni davom ettirish orqali siz bizning cookie-fayllardan foydalanishimizga rozilik bildirasiz.Qo'shimcha ma'lumot.
Qo'shimcha ishlab chiqarish (AM) bir vaqtning o'zida bitta ultra yupqa qatlam bo'lgan 3D ob'ektlarni yaratishni o'z ichiga oladi, bu uni an'anaviy ishlov berishdan qimmatroq qiladi.Biroq, yig'ish jarayonida kukunning faqat kichik bir qismi komponentga payvandlanadi.Qolganlari eritilmaydi, shuning uchun ularni qayta ishlatish mumkin.Aksincha, agar ob'ekt klassik tarzda yaratilgan bo'lsa, u odatda materialni olib tashlash uchun frezalash va ishlov berishni talab qiladi.
Kukunning xususiyatlari mashinaning parametrlarini aniqlaydi va birinchi navbatda e'tiborga olinishi kerak.Eritilmagan kukun ifloslangan va qayta ishlanmaydigan bo'lsa, AM narxi tejamkor bo'lmaydi.Kukunning parchalanishi ikkita hodisaga olib keladi: mahsulotning kimyoviy modifikatsiyasi va morfologiya va zarracha hajmining taqsimlanishi kabi mexanik xususiyatlarning o'zgarishi.
Birinchi holda, asosiy vazifa sof qotishmalarni o'z ichiga olgan qattiq tuzilmalarni yaratishdir, shuning uchun biz kukunni, masalan, oksidlar yoki nitridlar bilan ifloslanishini oldini olishimiz kerak.Oxirgi hodisada bu parametrlar suyuqlik va tarqalish qobiliyati bilan bog'liq.Shuning uchun kukunning xossalarining har qanday o'zgarishi mahsulotning bir xil bo'lmagan taqsimlanishiga olib kelishi mumkin.
Oxirgi nashrlar ma'lumotlari shuni ko'rsatadiki, klassik oqim o'lchagichlar chang to'shagiga asoslangan AMda kukunning taqsimlanishi haqida etarli ma'lumot bera olmaydi.Xom ashyoning (yoki kukunning) tavsifiga kelsak, bozorda ushbu talabni qondira oladigan bir nechta tegishli o'lchash usullari mavjud.Stress holati va kukun oqimi maydoni o'lchashni sozlashda va jarayonda bir xil bo'lishi kerak.Siqilish yuklarining mavjudligi kesish testerlari va klassik reometrlarda IM qurilmalarida ishlatiladigan erkin sirt oqimi bilan mos kelmaydi.
GranuTools AM kukunini tavsiflash uchun ish jarayonini ishlab chiqdi.Bizning asosiy maqsadimiz har bir geometriyani aniq jarayonni simulyatsiya qilish vositasi bilan jihozlashdir va bu ish jarayoni turli bosib chiqarish jarayonlarida kukun sifati evolyutsiyasini tushunish va kuzatish uchun ishlatiladi.Turli xil termal yuklarda (100 dan 200 ° C gacha) turli muddatlar uchun bir nechta standart alyuminiy qotishmalari (AlSi10Mg) tanlangan.
Kukunning elektr zaryadini to'plash qobiliyatini tahlil qilish orqali termal degradatsiyani nazorat qilish mumkin.Kukunlar oquvchanlik (GranuDrum asbobi), qadoqlash kinetikasi (GranuPack asbobi) va elektrostatik harakat (GranuCharge asbobi) uchun tahlil qilindi.Birikish va qadoqlash kinetikasi o'lchovlari kukun sifatini kuzatish uchun javob beradi.
Qo'llash oson bo'lgan kukunlar past birlashma ko'rsatkichlarini ko'rsatadi, tez to'ldirish dinamikasiga ega kukunlar esa to'ldirish qiyinroq mahsulotlarga nisbatan pastroq g'ovaklikka ega mexanik qismlarni ishlab chiqaradi.
Laboratoriyamizda bir necha oylik saqlanganidan so'ng, turli zarracha o'lchamlari taqsimotiga ega uchta alyuminiy qotishma kukunlari (AlSi10Mg) va bitta 316L zanglamaydigan po'lat namunasi tanlandi, bu erda A, B va C namunalari deb ataladi. Namunalarning xususiyatlari boshqa ishlab chiqaruvchilardan farq qilishi mumkin.Namuna zarrachalarining o'lchamini taqsimlash lazer diffraktsiya tahlili / ISO 13320 bilan o'lchandi.
Mashinaning parametrlarini nazorat qilganligi sababli, birinchi navbatda kukunning xususiyatlarini hisobga olish kerak va agar eritilmagan kukunlar ifloslangan va qayta ishlanmaydigan deb hisoblansa, unda qo'shimchalar ishlab chiqarish umid qilgandek tejamkor emas.Shuning uchun uchta parametr tekshiriladi: chang oqimi, qadoqlash dinamikasi va elektrostatika.
Tarqalishi, qayta qoplash operatsiyasidan keyin kukun qatlamining bir xilligi va "silliqligi" bilan bog'liq.Bu juda muhim, chunki silliq yuzalarni chop etish osonroq va ularni yopishish indeksini o'lchash bilan GranuDrum asbobi yordamida tekshirish mumkin.
Teshiklar materialning zaif nuqtalari bo'lgani uchun ular yoriqlarga olib kelishi mumkin.To'ldirish dinamikasi ikkinchi asosiy parametrdir, chunki tez to'ldirish kukunlari past porozlikni ta'minlaydi.Ushbu xatti-harakatlar GranuPack bilan n1/2 qiymati bilan o'lchanadi.
Kukunda elektr zaryadlarining mavjudligi aglomeratlarning shakllanishiga olib keladigan birlashtiruvchi kuchlarni hosil qiladi.GranuCharge kukunlarning oqim paytida tanlangan materiallar bilan aloqa qilganda elektrostatik zaryad hosil qilish qobiliyatini o'lchaydi.
Qayta ishlash jarayonida GranuCharge oqimning yomonlashishini bashorat qilishi mumkin, masalan, AMda qatlam hosil qilganda.Shunday qilib, olingan o'lchovlar don sirtining holatiga (oksidlanish, ifloslanish va pürüzlülük) juda sezgir.Keyin qayta tiklangan kukunning qarishini aniq aniqlash mumkin (± 0,5 nC).
GranuDrum - aylanuvchi baraban printsipiga asoslangan dasturlashtirilgan kukun oqimini o'lchash usuli.Kukun namunasining yarmi shaffof yon devorlari bo'lgan gorizontal tsilindrda joylashgan.Baraban o'z o'qi atrofida 2 dan 60 rpm gacha burchak tezligida aylanadi va CCD kamerasi suratga oladi (1 soniya oralig'ida 30 dan 100 tagacha tasvir).Havo/chang interfeysi chekka aniqlash algoritmi yordamida har bir tasvirda aniqlanadi.
Interfeysning o'rtacha pozitsiyasini va bu o'rtacha pozitsiya atrofidagi tebranishlarni hisoblang.Har bir aylanish tezligi uchun oqim burchagi (yoki "dam olishning dinamik burchagi") af o'rtacha interfeys holatidan hisoblab chiqiladi va interfeys o'zgarishidan donalararo bog'lanish bilan bog'liq dinamik kogeziya koeffitsienti sf tahlil qilinadi.
Oqim burchagiga bir qator parametrlar ta'sir qiladi: ishqalanish, shakl va zarralar orasidagi birlashish (van der Vaals, elektrostatik va kapillyar kuchlar).Biriktiruvchi kukunlar vaqti-vaqti bilan oqimga olib keladi, yopishqoq bo'lmagan kukunlar esa muntazam oqimga olib keladi.Oqim burchagi af ning past qiymatlari yaxshi oqimga mos keladi.Nolga yaqin bo'lgan dinamik yopishish ko'rsatkichi yopishqoq bo'lmagan kukunga to'g'ri keladi, shuning uchun kukunning yopishqoqligi oshgani sayin, yopishqoqlik indeksi mos ravishda ortadi.
GranuDrum sizga ko'chkining birinchi burchagini va oqim paytida kukunning aeratsiyasini o'lchashga, shuningdek aylanish tezligiga qarab yopishish indeksini sf va oqim burchagi af ni o'lchash imkonini beradi.
GranuPackning massaviy zichligi, teginish zichligi va Hausner nisbati o'lchovlari (shuningdek, "tegish sinovlari" deb ham ataladi) o'lchash qulayligi va tezligi tufayli kukunni tavsiflash uchun idealdir.Kukunning zichligi va uning zichligini oshirish qobiliyati saqlash, tashish, aglomeratsiya va hokazolar davomida muhim parametrlardir. Tavsiya etilgan protseduralar Farmakopeyada keltirilgan.
Ushbu oddiy test uchta asosiy kamchilikka ega.O'lchov operatorga bog'liq va to'ldirish usuli kukunning dastlabki hajmiga ta'sir qiladi.Umumiy hajmni o'lchash natijalarda jiddiy xatolarga olib kelishi mumkin.Tajribaning soddaligi tufayli biz dastlabki va yakuniy o'lchovlar orasidagi siqilish dinamikasini hisobga olmadik.
Uzluksiz rozetkaga kiritilgan kukunning harakati avtomatlashtirilgan uskunalar yordamida tahlil qilindi.Hausner koeffitsienti Hr, boshlang'ich zichlik r(0) va yakuniy zichlik r(n) ni n marta bosgandan keyin aniq o'lchang.
Kranlar soni odatda n=500 da belgilanadi.GranuPack - bu so'nggi dinamik tadqiqotlarga asoslangan avtomatlashtirilgan va ilg'or teginish zichligini o'lchash.
Boshqa indekslardan foydalanish mumkin, ammo ular bu erda taqdim etilmaydi.Kukun qattiq avtomatlashtirilgan ishga tushirish jarayoni orqali metall naychaga joylashtiriladi.Dinamik parametr n1/2 va maksimal zichlik r(∞) ning ekstrapolyatsiyasi siqilish egri chizig'idan olib tashlandi.
Siqilish paytida chang/havo interfeysi darajasida ushlab turish uchun chang to'shagining tepasida engil ichi bo'sh silindr o'tiradi.Kukun namunasini o'z ichiga olgan naycha belgilangan DZ balandlikka ko'tariladi va odatda DZ = 1 mm yoki DZ = 3 mm da o'rnatiladigan balandlikda erkin tushadi, bu har bir teginishdan keyin avtomatik ravishda o'lchanadi.Qoziqning V hajmini balandlikdan hisoblang.
Zichlik - m massaning kukun qatlami hajmiga nisbati V. Kukunning massasi m ma'lum, zichlik r har bir zarbadan keyin qo'llaniladi.
Hausner koeffitsienti Hr siqilish koeffitsienti bilan bog'liq va Hr = r (500) / r (0) tenglamasi bilan tahlil qilinadi, bu erda r (0) - boshlang'ich massa zichligi va r (500) - 500 tsikldan keyin hisoblangan oqim.Zichlik krani.GranuPack usulidan foydalanganda natijalar oz miqdorda kukun (odatda 35 ml) yordamida takrorlanadi.
Kukunning xususiyatlari va qurilma ishlab chiqarilgan materialning xususiyatlari asosiy parametrlardir.Oqim paytida triboelektrik ta'sir tufayli kukun ichida elektrostatik zaryadlar hosil bo'ladi, bu ikki qattiq jism bilan aloqa qilganda zaryad almashinuvidir.
Kukun qurilma ichida oqganda, zarralar orasidagi aloqada va zarralar va qurilma o'rtasidagi aloqada triboelektrik effekt paydo bo'ladi.
Tanlangan material bilan aloqa qilganda, GranuCharge oqim paytida kukun ichida hosil bo'lgan elektrostatik zaryad miqdorini avtomatik ravishda o'lchaydi.Kukun namunasi tebranish V-naychasi ichida oqadi va kukun V-naycha ichida harakatlanayotganda olingan zaryadni o'lchaydigan elektrometrga ulangan Faraday kosasiga tushadi.Qayta tiklanadigan natijalar uchun V-naychalarni tez-tez oziqlantirish uchun aylanadigan yoki tebranish moslamasidan foydalaning.
Triboelektrik effekt bir ob'ekt yuzasida elektronlarni olishiga olib keladi va shu bilan manfiy zaryadlanadi, boshqa ob'ekt elektronlarni yo'qotadi va shu bilan musbat zaryadlanadi.Ba'zi materiallar elektronlarni boshqalarga qaraganda osonroq oladi va shunga o'xshash boshqa materiallar elektronlarni osonroq yo'qotadi.
Qaysi material manfiy, qaysi biri musbat bo'lishi, ishtirok etayotgan materiallarning elektron olish yoki yo'qotishga nisbatan moyilligiga bog'liq.Ushbu tendentsiyalarni ifodalash uchun 1-jadvalda ko'rsatilgan triboelektrik seriyalar ishlab chiqilgan.Ijobiy zaryad tendentsiyasiga ega bo'lgan materiallar va salbiy zaryad tendentsiyasiga ega bo'lgan boshqa materiallar ro'yxatga olingan va hech qanday xatti-harakatlar tendentsiyasini ko'rsatmaydigan moddiy usullar jadvalning o'rtasida keltirilgan.
Boshqa tomondan, jadval faqat materiallarning zaryadlash harakati tendentsiyalari haqida ma'lumot beradi, shuning uchun GranuCharge kukunlarni zaryadlash harakati uchun aniq raqamli qiymatlarni ta'minlash uchun yaratilgan.
Termik parchalanishni tahlil qilish uchun bir nechta tajribalar o'tkazildi.Namunalar bir-ikki soat davomida 200 ° C haroratda joylashtirildi.Keyin kukun darhol GranuDrum (issiq nom) bilan tahlil qilinadi.Keyin kukun atrof-muhit haroratiga yetguncha idishga joylashtirildi va GranuDrum, GranuPack va GranuCharge (ya'ni "sovuq") yordamida tahlil qilindi.
Xom namunalar GranuPack, GranuDrum va GranuCharge yordamida bir xonadagi namlik/haroratda (ya'ni 35,0 ± 1,5% RH va 21,0 ± 1,0 °C haroratda) tahlil qilindi.
Birikish indeksi kukunlarning oquvchanligini hisoblab chiqadi va interfeys holatidagi o'zgarishlar (chang / havo) bilan bog'liq bo'lib, bu faqat uchta aloqa kuchi (van der Waals, kapillyar va elektrostatik kuchlar).Tajribadan oldin havoning nisbiy namligi (RH,%) va harorat (°C) qayd etilgan.Keyin barabanga kukun quyildi va tajriba boshlandi.
Biz tiksotropik parametrlarni hisobga olgan holda ushbu mahsulotlar aglomeratsiyaga moyil emas degan xulosaga keldik.Qizig'i shundaki, termal zo'riqish A va B namunalari kukunlarining reologik harakatini siljishning qalinlashuvidan siljishning ingichkalashiga o'zgartirdi.Boshqa tomondan, C va SS 316L namunalari haroratga ta'sir qilmadi va faqat kesishning qalinlashishini ko'rsatdi.Har bir kukun isitish va sovutishdan keyin yaxshiroq tarqalish qobiliyatiga ega bo'ldi (ya'ni pastroq kohezyon indeksi).
Harorat ta'siri zarrachalarning o'ziga xos maydoniga ham bog'liq.Materialning issiqlik o'tkazuvchanligi qanchalik yuqori bo'lsa, haroratga (ya'ni ???225°?=250?.?-1.?-1) va ???316? ga ta'siri shunchalik ko'p bo'ladi.225°?=19?.?-1.?-1) Zarracha qanchalik kichik bo'lsa, haroratning ta'siri shunchalik kuchli bo'ladi.Alyuminiy qotishma kukunlari yuqori tarqalish qobiliyati tufayli yuqori haroratli ilovalar uchun juda mos keladi va hatto sovutilgan namunalar asl kukunlarga qaraganda yaxshiroq oqimga erishadi.
Har bir GranuPack tajribasi uchun kukunning massasi har bir tajriba oldidan qayd etilgan va namunaga 1 Hz zarba chastotasi bilan 500 marta urilgan, o'lchash katakchasida 1 mm erkin tushish (ta'sir energiyasi ∝).Namuna foydalanuvchidan mustaqil dasturiy ta'minot ko'rsatmalariga muvofiq o'lchov xujayrasiga yuboriladi.Keyin takroriylikni baholash uchun o'lchovlar ikki marta takrorlandi va o'rtacha va standart og'ish tekshirildi.
GranuPack tahlili tugallangandan so'ng, dastlabki massa zichligi (r(0)), yakuniy massa zichligi (bir necha marta bosishda, n = 500, ya'ni r(500)), Hausner nisbati/Karr indeksi (Hr/Cr) va siqilish kinetasiga tegishli ikkita ro'yxatga olish parametri (n1/2 va t).Optimal zichlik r(∞) ham ko'rsatilgan (1-ilovaga qarang).Quyidagi jadval eksperimental ma'lumotlarni qayta tuzilgan.
6 va 7-rasmlarda siqilishning umumiy egri chizig'i (ta'sirlar soniga nisbatan ommaviy zichlik) va n1/2/Hausner parametr nisbati ko'rsatilgan.O'rtacha yordamida hisoblangan xato chiziqlari har bir egri chiziqda ko'rsatilgan va standart og'ishlar takroriylik testi orqali hisoblangan.
316L zanglamaydigan po'latdan yasalgan mahsulot eng og'ir mahsulot edi (r (0) = 4,554 g / ml).Bog'lanish zichligi nuqtai nazaridan, SS 316L eng og'ir kukun bo'lib qoladi (r(n) = 5,044 g / ml), undan keyin A namunasi (r (n) = 1,668 g / ml), undan keyin B namunasi (r (n) = 1,668 g / ml)./ml) (n) = 1,645 g/ml).S namunasi eng past (r(n) = 1,581 g/mL) edi.Dastlabki kukunning massa zichligiga ko'ra, biz A namunasi eng engil ekanligini va xatolarni hisobga olgan holda (1,380 g / ml) B va C namunalari taxminan bir xil qiymatga ega ekanligini ko'ramiz.
Kukun qizdirilganda uning Hausner nisbati pasayadi va bu faqat B, C va SS 316L namunalari bilan sodir bo'ladi.A namunasi uchun xato satrlarining kattaligi tufayli bajarish mumkin emas edi.n1/2 uchun parametrik tendentsiyani chizish ancha murakkab.A va SS 316L namunalari uchun n1/2 qiymati 200°C da 2 soatdan keyin kamaydi, B va C kukunlari uchun esa termal yuklanishdan keyin ortdi.
Har bir GranuCharge tajribasi uchun vibratsiyali oziqlantiruvchi ishlatilgan (8-rasmga qarang).316L zanglamaydigan po'lat quvurlardan foydalaning.Reproduktivlikni baholash uchun o'lchovlar 3 marta takrorlandi.Har bir o'lchov uchun ishlatiladigan mahsulotning og'irligi taxminan 40 ml ni tashkil etdi va o'lchovdan keyin hech qanday kukun olinmadi.
Tajribadan oldin kukunning og'irligi (mp, g), havoning nisbiy namligi (RH, %) va harorat (° C) qayd etilgan.Sinov boshida, birlamchi kukunning zaryad zichligi (mkC/kgda q0) kukunni Faraday stakaniga solib o'lchandi.Nihoyat, kukun massasi o'rnatildi va tajriba oxirida yakuniy zaryad zichligi (qf, µC/kg) va Dq (Dq = qf - q0) hisoblab chiqildi.
GranuCharge xom ashyosi ma'lumotlari 2-jadval va 9-rasmda ko'rsatilgan (s - takrorlanuvchanlik testi natijalaridan hisoblangan standart og'ish) va natijalar gistogramma sifatida ko'rsatilgan (faqat q0 va Dq ko'rsatilgan).SS 316L eng past boshlang'ich zaryadga ega;bu mahsulot eng yuqori PSDga ega ekanligi bilan bog'liq bo'lishi mumkin.Birlamchi alyuminiy qotishma kukunini dastlabki yuklash haqida gap ketganda, xatolarning kattaligi tufayli hech qanday xulosa chiqarish mumkin emas.
316L zanglamaydigan po'lat quvur bilan aloqa qilgandan so'ng, A namunasi eng kam zaryad oldi, B va C kukunlari esa shunga o'xshash tendentsiyani ko'rsatdi, agar SS 316L kukuni SS 316L ga ishqalangan bo'lsa, zaryad zichligi 0 ga yaqin bo'lgan (triboelektrik seriyalarga qarang) .B mahsuloti hali ham A ga qaraganda ko'proq zaryadlangan. S namunasi uchun tendentsiya davom etadi (ijobiy boshlang'ich zaryad va oqishdan keyin yakuniy zaryad), lekin termal degradatsiyadan keyin zaryadlar soni ortadi.
200 ° C haroratda 2 soatlik termal stressdan so'ng, kukunning harakati juda qiziqarli bo'ladi.A va B namunalarida dastlabki zaryad kamaydi va oxirgi zaryad salbiydan musbatga o'tdi.SS 316L kukuni eng yuqori boshlang'ich zaryadga ega edi va uning zaryad zichligi o'zgarishi ijobiy bo'ldi, lekin pastligicha qoldi (ya'ni 0,033 nC/g).
Biz termal buzilishning alyuminiy qotishmasi (AlSi10Mg) va 316L zanglamaydigan po'latdan yasalgan kukunlarning birgalikdagi xatti-harakatlariga ta'sirini o'rgandik, asl kukunlar esa 2 soatdan keyin 200 ° C havoda tahlil qilindi.
Yuqori haroratlarda kukunlardan foydalanish mahsulotning oquvchanligini yaxshilashi mumkin, bu yuqori o'ziga xos maydonga ega kukunlar va yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega materiallar uchun muhimroq ko'rinadi.GranuDrum oqimni baholash uchun, GranuPack dinamik qadoqlash tahlili uchun va GranuCharge 316L zanglamaydigan po'lat quvur bilan aloqada bo'lgan kukunning triboelektrini tahlil qilish uchun ishlatilgan.
Ushbu natijalar GranuPack yordamida aniqlandi, bu termal stress jarayonidan so'ng har bir kukun uchun Hausner koeffitsientining yaxshilanishini ko'rsatdi (xatolar kattaligi sababli A namunasidan tashqari).Qadoqlash parametri (n1/2) uchun aniq tendentsiya topilmadi, chunki ba'zi mahsulotlar qadoqlash tezligining oshishini ko'rsatdi, boshqalari esa qarama-qarshi ta'sirga ega (masalan, B va C namunalari).