Ali materiali za kovinsko tiskanje zahtevajo shranjevanje vakuuma?

一, lastnosti materiala: Material se mora spoprijeti z oksidacijo in absorpcijo vlage.
Obstajata dve glavni stvari, ki jih mora opraviti skladiščenje za kovinske tiskarske materiale: preprečiti, da bi se procesi oksidacije zgodili in uravnavali količino vlage v zraku. Ti dve stvari neposredno vplivata na to, kako stabilen in prilagodljiv je material kemično.
1. škodljivi učinki oksidacijskih reakcij
Ko kovinski prah pride v stik z zrakom, se na površini zelo hitro tvori oksidna plast. Na primer, prah iz titanijeve zlitine se kombinira s kisikom pri normalni temperaturi, da se tio ₂. Pri visokih temperaturah, kot nad 650 stopinj v procesu taljenja elektronskih žarkov, se hitrost oksidacije poveča za veliko. Obstajajo tri glavne težave, ki se lahko zgodijo, ko obstaja oksidni sloj:
Manjša fluidnost: Agregacija oksidiranih delcev naredi porazdelitev velikosti praška širša, zaradi česar je težje enakomerno razpršiti prah. 3D -tiskarski posel je naredil eksperiment, ki je pokazal, da je po 72 urah izpostavljenosti zraku nihanje debeline plasti prahu iz titanijeve zlitine od ± 10 μm do ± 35 μm. Zaradi tega je bila površina tiskanih predmetov 40% bolj groba.
Več napak v taljenju: Oksidna plast se pokvari, ko ga zadene laserski ali elektronski žarek, ki ustvarja pomanjkljivosti plina in por. Pri tiskanju letalskih motorjev je prah iz titanovega oksida 2,3 -krat več poroznega od prahu, ki se vzdržuje v vakuumu, njegova življenjska doba utrujenosti pa se zmanjša za 60%.
Degradacija zmogljivosti materiala: Oksidna plast vpliva na način razporeditve kovinskih kristalov, zaradi česar je kovina manj močna. Natezna trdnost 316L v prahu iz nerjavečega jekla je po oksidaciji padla s 680MPa na 520MPa, medtem ko se je stopnja raztezka znižala s 45% na 28%.
2. Možnost absorpcije vlage v verigah
Kovinski praški so zelo dobri pri namakanju vlage iz zraka, ker imajo porozno konstrukcijo. Na primer, zlitine na osnovi aluminija - lahko 24 ur držijo na mestu s 60%relativno vlažnostjo, vsebnost vlage pa lahko doseže 0,15%, kar je veliko višji od varnostnega standarda procesa 0,05%. Tri pomembne nevarnosti izvirajo iz absorpcije vlage:
Možnost spontanega zgorevanja: Ko se mokri prah drgne proti nečemu ali je izpostavljen statičnemu naboju, se lahko sam zažge. Leta 2023 se je v 3D -tiskarskem poslu v Nemčiji pojavila eksplozija prahu iz titanijeve zlitine. Preiskava je pokazala, da je imel v prahu nesreče odstotek vlage 0,22%, kar je veliko večje od varnega.
Ni stabilen postopek: laser naredi voda takoj izhlapi, zaradi česar je staljeni bazen. Določeni zapisi dobavitelja avtomobilskih delov kažejo, da se je za tiskanje uporabilo vlago -, ki absorbira prah, število napak v brizganju z 0,3% na 2,7%, stopnja odpadkov pa se je povečala za 8 -krat.
Pojav vodika Embrittlement: Ko se voda pokvari, sprosti atome vodika, ki vstopijo v kovinsko rešetko in naredijo manj robustno. Pri tiskanju letalskih pritrdilnih elementov se je žilavost vlage - v absorpciji prahu spustila s 45MPA · m ¹/² na 28MPa · m ¹/², ki ni dovolj močna, da bi lahko opravila teste v zračnosti.
2, Tveganje procesa: popoln nadzor verige od pomnilnika do tiskanja
Način shranjevanja kovinskih zalog neposredno vpliva na to, kako varni in stabilni bodo naslednji koraki. Z ustvarjanjem omejenega prostora Hoover Storage Technology nadzoruje tri ključna tveganja:
1. Varnostni nadzor, ki ne bo pustil eksplozije
Kovinski prah je vrsta vnetljivega prahu, njegova spodnja eksplozivna meja (LEL) pa je tesno povezana z velikostjo delcev in količino kisika v zraku. Na primer, v prahu iz titanijeve zlitine ima nižji lel le 20 g/m³ kot aluminijasti prah, ki ima višji LEL 60 g/m³. Naslednji načini, kako Hoover Storage zmanjšuje tveganje za eksplozijo:
Vakuum napolnite z dušikom ali argonskim plinom, da ohrani raven kisika pod 0,5%. To se imenuje inertna zaščita plina. Vojaško podjetje je izvedlo eksperiment, ki je pokazalo, da je, ko je raven kisika padla z 21% na 0,5%, eksplozijski tlak v prahu iz titanijeve zlitine padel z 0,8 MPa na 0,02 MPa, varnostni faktor pa se je povečal za 40 -krat.
Statična izločitvena zasnova: Notranjost vakuumskega pomnilnika je zajeta v statičnem materialu proti -, ki ima upor manj kot 10 cm. To preprečuje, da bi se statične iskre zgodile, ko se prah drgne ob stene.
Nadzor temperature: Vakuumska atmosfera upočasni toplotno konvekcijo in v kombinaciji s polprevodniškim hladilnim sistemom ohranja temperaturo skladiščenja med 15 in 25 stopinj Celzija. To preprečuje, da bi visoke temperature pospešile reakcije oksidacije.
2. stabilnost parametrov procesa
Kovinsko tiskanje je precej občutljivo na to, kako dobro deluje prah, vakuumsko shranjevanje pa lahko ohrani naslednje pomembne kazalnike:
Porazdelitev velikosti delcev: vakuumska atmosfera ohranja velikost delcev D50 enakomerno in ustavi prah, da se ne bi združila. Podjetje za medicinski implantat pravi, da se je standardni odklon velikosti delcev za praške, ki se vzdržujejo v vakuumu, znižal z 0,8 μm na 0,3 μm. Standardna variacija poroznosti za tiskane stente se je znižala z 1,2% na 0,5%.
Ohlapna gostota: Obseg nihanja za ohlapno gostoto vakuuma - shranjeni prah je prerezan na polovico, od ± 0,05 g/cm ³ do ± 0,01 g/cm ³. To zagotavlja, da je debelina praška enaka.
Likvidnost: Kadar se vlažnost v zraku drži pod 5% RH, se kot počivanja vakuuma - shranjeni praški znaša od 45 stopinj do 32 stopinj, zaradi česar je 40% več tekočine.
3, Aplikacija v industriji: močno povpraševanje v visokem - končni proizvodni sektor
Na končnih območjih z visokimi -, vključno z vesoljskim vesoljem, medicinskimi vsadki in jedrsko energijo, je shranjevanje vakuuma postalo običajni način za shranjevanje sestavin kovinskega tiskanja.
1. polje vesoljskega vesolja
Pri tiskanju gorivnih šob za genske motorje GE je v prahu, ki se hrani v vakuumu, uporabil za tri velike napredek:
Daljša življenjska doba: Šoba za tiskanje prahu za vakuumsko shranjevanje je potekala skozi 10.000 testiranja termičnega cikla in bo trajala trikrat dlje kot običajni ulitki.
Izboljšana učinkovitost: Poroznost se je znašla od 0,8%na 0,2%, učinkovitost goriva pa se je povečala za 15%.
Prihranki stroškov: Stopnja porabe v prahu se je znašala s 75%na 92%, stroški enega samega kosa pa so znižali za 28%.
2. Tema medicinskih vsadkov
Pri terapevtski uporabi 3D natisnjenih naprav Porous Titanium Alloy Interbody Fusion naprav za vakuumsko shranjevanje odpravlja dve veliki težavi:
Biokompatibilnost: vakuumski - shranjeni prašek ima manj kot 0,05% nečistoče (o, n, h), ki ustreza standardu ISO 13782.
Vpliv na tvorbo kosti: stopnja rasti kosti v treh mesecih se je povečala za 60% v primerjavi s prahom, ki ni bil v vakuumu, stopnja preživetja v petih letih pa se je povečala z 85% na 97%.
3. Polje jedrske energije
Pri izdelavi plošč za pretočne kanale za jedrske reaktorje, Tantalum v prahu, ki se hrani v vakuumu, naredi naslednje: upira se koroziji: v visokem - temperaturnemu parnim okoljem pri 560 stopinjah se hitrost korozije spusti z 0,02 mm/leto na 0,005 mm/leto.
Učinkovitost absorpcije nevtronov: Količina bora ostane stabilna pri 1,2 mas.