Kami nganggo cookies pikeun ningkatkeun pangalaman anjeun.Ku neraskeun ngotéktak situs ieu, anjeun satuju kana kami nganggo cookies.Inpormasi Tambahan.
Manufaktur aditif (AM) ngalibatkeun nyieun objék tilu diménsi, hiji lapisan ultra-ipis dina hiji waktu, sahingga leuwih mahal batan machining tradisional.Sanajan kitu, ngan bagian leutik tina bubuk disimpen salila prosés assembly ieu soldered kana komponén.Sésana teras henteu lebur, janten tiasa dianggo deui.Kontras, lamun objék dijieun klasik, panyabutan bahan ku panggilingan jeung machining biasana diperlukeun.
Karakteristik bubuk nangtukeun parameter tina mesin jeung kudu dianggap munggaran.Biaya AM bakal jadi uneconomic nunjukkeun yen bubuk unmelted kacemar jeung teu recyclable.Ruksakna bubuk ngahasilkeun dua fénoména: modifikasi kimia produk sareng parobahan dina sipat mékanis sapertos morfologi sareng distribusi ukuran partikel.
Dina kasus nu pertama, tugas utama nya éta nyieun struktur padet nu ngandung alloy murni, jadi urang kudu nyingkahan kontaminasi bubuk, contona, oksida atawa nitrida.Dina kasus dimungkinkeun, parameter ieu pakait sareng fluidity na spreadability.Ku alatan éta, sagala parobahan dina sipat bubuk bisa ngakibatkeun distribusi non-seragam produk.
Data tina publikasi panganyarna nunjukkeun yén flowmeters klasik teu bisa nyadiakeun informasi nyukupan dina flowability bubuk dina produksi aditif ranjang bubuk.Ngeunaan karakterisasi bahan baku (atanapi bubuk), aya sababaraha metode pangukuran anu pas di pasar anu tiasa nyumponan sarat ieu.Kaayaan setrés sareng médan aliran bubuk kedah sami dina sél ukur sareng dina prosésna.Ayana beban compressive teu cocog jeung aliran permukaan bébas dipaké dina alat AM dina testers sél geser jeung rheometers klasik.
GranuTools parantos ngembangkeun alur kerja pikeun karakterisasi bubuk dina manufaktur aditif.Tujuan utama urang nya éta pikeun mibanda hiji alat per géométri pikeun modeling prosés akurat, sarta workflow ieu dipaké pikeun ngarti tur ngalacak évolusi kualitas bubuk ngaliwatan sababaraha pass print.Sababaraha alloy aluminium baku (AlSi10Mg) dipilih pikeun durasi béda dina beban termal béda (ti 100 nepi ka 200 °C).
Degradasi termal tiasa dikontrol ku nganalisa kamampuan bubuk pikeun nyimpen muatan.Tipung dianalisis pikeun flowability (instrumén GranuDrum), kinétika packing (instrumén GranuPack) sareng paripolah éléktrostatik (instrumén GranuCharge).Kohési sareng pangukuran kinétik bungkusan sayogi pikeun massa bubuk di handap ieu.
Bubuk anu gampang nyebarkeun bakal ngalaman indéks kohési anu handap, sedengkeun bubuk kalayan dinamika ngeusian gancang bakal ngahasilkeun bagian mékanis anu kirang porositas dibandingkeun sareng produk anu langkung hese ngeusian.
Tilu bubuk alloy aluminium (AlSi10Mg) disimpen di laboratorium urang salila sababaraha bulan, kalawan sebaran ukuran partikel béda, sarta hiji sampel stainless steel 316L, disebut didieu salaku sampel A, B jeung C, dipilih.Karakteristik sampel tiasa bénten ti anu sanés.pabrik.Sebaran ukuran partikel sampel diukur ku analisis difraksi laser / ISO 13320.
Kusabab aranjeunna ngadalikeun parameter mesin, sipat bubuk kudu dianggap munggaran, sarta lamun urang nganggap bubuk unmelted kacemar tur unrecyclable, biaya manufaktur aditif moal jadi ekonomis sakumaha urang hoyong.Ku alatan éta, tilu parameter bakal ditalungtik: aliran bubuk, kinétika packing jeung éléktrostatik.
Spreadability patali jeung uniformity jeung "smoothness" tina lapisan bubuk sanggeus operasi recoating.Ieu penting pisan sabab permukaan lemes langkung gampang dicitak sareng tiasa ditaliti ku alat GranuDrum kalayan pangukuran indéks adhesion.
Kusabab pori-pori mangrupikeun titik lemah dina bahan, aranjeunna tiasa nyababkeun retakan.Dinamika packing mangrupikeun parameter kritis kadua sabab bubuk bungkusan gancang ngagaduhan porositas anu rendah.Paripolah ieu diukur ku GranuPack kalayan nilai n1/2.
Ayana muatan listrik dina bubuk nyiptakeun gaya cohesive nu ngakibatkeun formasi agglomerates.GranuCharge ngukur kamampuan bubuk pikeun ngahasilkeun muatan éléktrostatik nalika kontak sareng bahan anu dipilih salami aliran.
Salila ngolah, GranuCharge bisa ngaduga deterioration aliran, kayaning formasi lapisan dina AM.Ku kituna, pangukuran anu diala sénsitip pisan kana kaayaan permukaan gandum (oksidasi, kontaminasi sareng kasar).The sepuh bubuk pulih lajeng bisa akurat diitung (± 0,5 nC).
GranuDrum didasarkeun kana prinsip kendang puteran sareng mangrupikeun metode anu diprogram pikeun ngukur kalancaran bubuk.A silinder horizontal kalawan tembok samping transparan ngandung satengah tina sampel bubuk.Drum rotates sabudeureun sumbu na dina laju sudut 2 nepi ka 60 rpm, sarta kaméra CCD nyandak gambar (ti 30 nepi ka 100 gambar dina interval 1 detik).Antarbeungeut hawa / bubuk dicirikeun dina unggal gambar nganggo algoritma deteksi ujung.
Itung posisi rata-rata panganteur jeung osilasi sabudeureun posisi rata ieu.Pikeun unggal laju rotasi, sudut aliran (atawa "sudut dinamis tina répose") αf diitung tina posisi panganteur rata, sarta indéks adhesion dinamis σf, nu nujul kana beungkeutan interpartikel, dianalisis tina fluctuations panganteur.
Sudut aliran dipangaruhan ku sababaraha parameter: gesekan antara partikel, bentuk jeung kohési (van der Waals, gaya éléktrostatik jeung kapilér).bubuk cohesive ngahasilkeun aliran intermittent, sedengkeun bubuk non-cohesive ngahasilkeun aliran teratur.Nilai nu leuwih leutik tina sudut aliran αf pakait jeung sipat aliran alus.Indéks adhesion dinamis deukeut enol pakait jeung bubuk non-cohesive, ku kituna, salaku adhesion bubuk naek, indéks adhesion naek sasuai.
GranuDrum ngamungkinkeun anjeun pikeun ngukur sudut longsoran munggaran sareng aerasi bubuk salami aliran, ogé ngukur indéks adhesion σf sareng sudut aliran αf gumantung kana laju rotasi.
Kapadetan bulk GranuPack, dénsitas ngetok sareng pangukuran rasio Hausner (ogé disebut "tés touch") populer pisan dina karakterisasi bubuk kusabab betah sareng laju pangukuran.Kapadetan bubuk sareng kamampuan ningkatkeun dénsitasna mangrupikeun parameter penting nalika neundeun, transportasi, aglomerasi, jsb. Prosedur anu disarankeun dijelaskeun dina Pharmacopoeia.
Tés basajan ieu ngagaduhan tilu kalemahan utama.Pangukuran gumantung ka operator sareng metode ngeusian mangaruhan volume bubuk awal.Pangukuran visual volume tiasa nyababkeun kasalahan anu serius dina hasil.Alatan kesederhanaan percobaan, urang neglected dinamika compaction antara dimensi awal jeung ahir.
Paripolah bubuk anu diasupkeun kana outlet kontinyu dianalisis nganggo alat otomatis.Ukur sacara akurat koefisien Hausner Hr, dénsitas awal ρ(0) sareng dénsitas ahir ρ(n) saatos n klik.
Jumlah keran biasana tetep dina n = 500.GranuPack mangrupikeun pangukuran dénsitas ngetok otomatis sareng canggih dumasar kana panilitian dinamis panganyarna.
Indéks sanésna tiasa dianggo, tapi henteu didaptarkeun di dieu.Bubuk ieu disimpen dina tabung logam sareng ngalangkungan prosés inisialisasi otomatis anu ketat.Ekstrapolasi tina parameter dinamis n1/2 jeung dénsitas maksimum ρ(∞) dicokot tina kurva compaction.
A silinder kerung lightweight linggih dina luhureun ranjang bubuk pikeun ngajaga bubuk / tingkat panganteur hawa salila compaction.Tabung anu ngandung sampel bubuk naék ka jangkungna tetep ∆Z lajeng ragrag kalawan bébas ka jangkungna, biasana dibereskeun dina ∆Z = 1 mm atawa ∆Z = 3 mm, diukur otomatis sanggeus unggal dampak.Ku jangkungna, anjeun tiasa ngitung volume V tina tumpukan.
Kapadetan nyaéta babandingan massa m jeung volume V lapisan bubuk.Massa bubuk m dipikanyaho, dénsitas ρ diterapkeun saatos unggal pelepasan.
Koéfisién Hausner Hr patali jeung laju compaction sarta dianalisis ku persamaan Hr = ρ(500) / ρ(0), dimana ρ(0) dénsitas bulk awal jeung ρ(500) nyaéta dénsitas ketok diitung sanggeus 500 ketok.Hasilna tiasa diulang kalayan sajumlah bubuk leutik (biasana 35 ml) nganggo metode GranuPack.
Sipat bubuk sareng sifat bahan ti mana alatna didamel mangrupikeun parameter konci.Salila aliran, muatan éléktrostatik dihasilkeun di jero bubuk, sarta biaya ieu disababkeun ku pangaruh triboelectric, bursa muatan nalika dua padet datang kana kontak.
Nalika bubuk ngalir di jero alat, épék triboelectric lumangsung dina kontak antara partikel jeung di kontak antara partikel jeung alat.
Saatos kontak sareng bahan anu dipilih, GranuCharge sacara otomatis ngukur jumlah muatan éléktrostatik anu dihasilkeun di jero bubuk salami aliran.Sampel bubuk ngalir dina V-tube ngageter tur ragrag kana cangkir Faraday disambungkeun ka éléktrométer anu ngukur muatan bubuk acquires nalika ngalir ngaliwatan V-tube.Pikeun hasil reproducible, feed sering V-tube ku alat puteran atawa geter.
Pangaruh triboelectric ngabalukarkeun hiji obyék mangtaun éléktron dina beungeut cai sahingga jadi boga muatan négatip, sedengkeun obyék séjén leungit éléktron sahingga boga muatan positif.Sababaraha bahan meunangkeun éléktron leuwih gampang ti batur, sarta sarupa, bahan séjén leungit éléktron leuwih gampang.
Bahan mana anu janten négatif sareng mana anu janten positip gumantung kana kacenderungan relatif bahan-bahan anu aub pikeun meunangkeun atanapi kaleungitan éléktron.Pikeun ngagambarkeun tren ieu, runtuyan triboelectric ditémbongkeun dina Table 1 dimekarkeun.Bahan-bahan anu condong bermuatan positip sareng anu sanés anu condong bermuatan négatif didaptarkeun, sedengkeun bahan anu henteu nunjukkeun kacenderungan paripolah didaptarkeun di tengah méja.
Di sisi anu sanés, tabél ieu ngan ukur masihan inpormasi ngeunaan tren paripolah muatan bahan, ku kituna GranuCharge diciptakeun pikeun nyayogikeun nilai anu akurat pikeun paripolah muatan bubuk.
Sababaraha percobaan dilaksanakeun pikeun nganalisis dékomposisi termal.Sampel ditinggalkeun dina 200 ° C pikeun hiji nepi ka dua jam.Bubuk teras langsung dianalisis sareng GranuDrum (ngaran termal).Bubuk ieu teras disimpen dina wadah dugi ka suhu ambien teras dianalisis nganggo GranuDrum, GranuPack sareng GranuCharge (nyaéta "tiis").
Sampel atah dianalisis ngagunakeun GranuPack, GranuDrum sareng GranuCharge dina kalembaban / suhu kamar anu sami, nyaéta kalembaban relatif 35,0 ± 1,5% sareng suhu 21,0 ± 1,0 °C.
Indéks kohési ngitung flowability bubuk sarta correlates kalawan parobahan dina posisi panganteur (bubuk / hawa), nu ngagambarkeun ukur tilu gaya kontak (van der Waals, kapiler jeung éléktrostatik).Saméméh ékspérimén, catetan kalembaban relatif (RH, %) jeung suhu (°C).Teras tuang bubuk kana wadah kendang sareng ngamimitian percobaan.
Kami nyimpulkeun yén produk ieu henteu sénsitip kana caking nalika ningal parameter thixotropic.Narikna, stress termal robah kabiasaan rheological bubuk sampel A jeung B tina thickening geser ka thinning geser.Di sisi séjén, Sampel C jeung SS 316L teu kapangaruhan ku suhu sarta némbongkeun ukur thickening geser.Unggal bubuk némbongkeun spreadability hadé (ie handap indéks kohési) sanggeus pemanasan sarta cooling.
Pangaruh suhu ogé gumantung kana daérah permukaan khusus partikel.Nu leuwih gede konduktivitas termal bahan, nu gede pangaruh dina suhu (ie ???225°?=250?.?-1.?-1) jeung ?316?225°?=19?.?-1.?-1), beuki leutik partikel, leuwih penting pangaruh suhu.Gawé dina suhu anu luhur mangrupikeun pilihan anu hadé pikeun bubuk aloi aluminium kusabab panyebaranna ningkat, sareng conto anu tiis ngahontal aliran anu langkung saé dibandingkeun sareng bubuk murni.
Pikeun unggal percobaan GranuPack, beurat bubuk kacatet saméméh unggal percobaan, sarta sampel ieu subjected ka 500 tabrakan kalayan frékuénsi dampak 1 Hz kalawan ragrag bébas tina sél ukur 1 mm (énergi dampak ∝).Sampel dikaluarkeun kana sél pangukuran dumasar kana paréntah parangkat lunak anu bebas tina pangguna.Pangukuran teras diulang dua kali pikeun meunteun reproducibility sareng pikeun nguji rata-rata sareng simpangan baku.
Saatos analisa GranuPack réngsé, kapadetan kemasan awal (ρ(0)), kapadetan kemasan ahir (dina sababaraha klik, n = 500, nyaéta ρ(500)), rasio Hausner/indéks Carr (Hr/Cr), sareng dua dirékam. parameter (n1/2 jeung τ) patali jeung dinamika compaction.Kapadetan optimal ρ(∞) ogé ditémbongkeun (tingali Appendix 1).Tabél di handap nyusun ulang data ékspérimén.
Angka 6 jeung 7 nembongkeun kurva compaction sakabéh (dénsitas bulk versus Jumlah tabrakan) jeung n1/2 / rasio parameter Hausner.Kasalahan bar diitung maké averages ditémbongkeun dina unggal kurva, sarta simpangan baku diitung tina tés repeatability.
Produk stainless steel 316L mangrupikeun produk anu paling beurat (ρ(0) = 4,554 g/mL).Dina hal dénsitas ngetok, SS 316L masih bubuk paling beurat (ρ(n) = 5,044 g/mL), dituturkeun ku Sampel A (ρ(n) = 1,668 g/mL), dituturkeun ku Sampel B (ρ (n) = 1,668 g/ml) (n) = 1,645 g/ml).Sampel C nyaéta panghandapna (ρ(n) = 1,581 g/mL).Numutkeun dénsitas bulk bubuk awal, urang tingali yén sampel A teh lightest, sarta nyokot kana akun kasalahan (1,380 g / ml), sampel B jeung C boga nilai sarua.
Nalika bubuk dipanaskeun, rasio Hausner na turun, anu lumangsung ngan pikeun conto B, C sareng SS 316L.Pikeun Sampel A, ieu teu tiasa dilakukeun kusabab ukuran bar kasalahan.Pikeun n1/2, tren parameter leuwih hese pikeun ngaidentipikasi.Pikeun sampel A jeung SS 316L, nilai n1/2 turun sanggeus 2 h dina 200 ° C, sedengkeun pikeun powders B jeung C ngaronjat sanggeus loading termal.
A feeder geter dipaké pikeun tiap percobaan GranuCharge (tingali Gambar 8).Paké 316L pipe stainless steel.Pangukuran diulang 3 kali pikeun meunteun reproducibility.Beurat produk anu dianggo pikeun unggal pangukuran kirang langkung 40 ml sareng henteu aya bubuk anu pulih saatos pangukuran.
Sateuacan percobaan, beurat bubuk (mp, g), kalembaban hawa relatif (RH, %), sareng suhu (°C) kacatet.Dina mimiti tés, ukur dénsitas muatan bubuk primér (q0 dina µC/kg) ku cara ngasupkeun bubuk kana cangkir Faraday.Tungtungna, catetan massa bubuk jeung ngitung dénsitas muatan ahir (qf, µC/kg) jeung Δq (Δq = qf – q0) dina ahir percobaan.
Data GranuCharge atah dipidangkeun dina Tabél 2 jeung Gambar 9 (σ nyaéta simpangan baku anu diitung tina hasil tés réproduktifitas), sarta hasilna dipidangkeun sabagé histogram (ngan q0 jeung Δq anu dipidangkeun).SS 316L kagungan biaya awal panghandapna;ieu bisa jadi alatan kanyataan yén produk ieu boga PSD pangluhurna.Ngeunaan jumlah muatan awal bubuk alloy aluminium primér, euweuh conclusions bisa digambar alatan ukuran kasalahan.
Saatos kontak sareng pipa stainless steel 316L, sampel A kaala jumlah pangsaeutikna muatan dibandingkeun powders B jeung C, nu highlights trend sarupa, nalika bubuk SS 316L ieu digosok kalawan SS 316L, dénsitas muatan deukeut 0 kapanggih (tingali triboelectric). runtuyan).Produk B masih leuwih boga muatan ti A. Pikeun sampel C, trend terus (muatan awal positif jeung muatan ahir sanggeus leakage), tapi jumlah muatan naek sanggeus degradasi termal.
Saatos 2 jam setrés termal dina 200 °C, paripolah bubuk janten spektakuler.Dina sampel A jeung B, muatan awal ngurangan sarta muatan ahir robah tina négatip ka positif.bubuk SS 316L boga muatan awal pangluhurna sarta parobahan dénsitas muatan na jadi positif tapi tetep low (ie 0,033 nC/g).
Kami nalungtik pangaruh degradasi termal dina paripolah gabungan tina alloy aluminium (AlSi10Mg) sareng bubuk stainless steel 316L bari nganalisa bubuk asli dina hawa ambien saatos 2 jam dina 200 ° C.
Pamakéan powders dina suhu luhur bisa ningkatkeun spreadability produk, sarta pangaruh ieu sigana leuwih penting pikeun powders kalawan aréa permukaan husus tinggi jeung bahan kalawan konduktivitas termal tinggi.GranuDrum ieu dipaké pikeun evaluate aliran, GranuPack ieu dipaké pikeun analisis keusikan dinamis, sarta GranuCharge ieu dipaké pikeun nganalisis triboelectricity bubuk dina kontak kalayan 316L tubing stainless steel.
Hasil ieu ditetepkeun nganggo GranuPack, anu nunjukkeun paningkatan koefisien Hausner pikeun unggal bubuk (iwal sampel A kusabab kasalahan ukuran) saatos prosés setrés termal.Ningali parameter bungkusan (n1/2), teu aya tren anu jelas sabab sababaraha produk nunjukkeun kanaékan kagancangan bungkusan sedengkeun anu sanésna gaduh pangaruh anu kontras (contona Sampel B sareng C).
waktos pos: Jan-10-2023