Kako oblika delcev kovinskega prahu vpliva na učinek tiskanja?

一, vrste delcev kovinskega prahu in kako se tvorijo
Na obliko kovinskih delcev v prahu večinoma vpliva na to, kako se izdelujejo. Nekatere pogoste oblike so sferične, skoraj sferične, poligonalne, porozne gobice in dendritične.
Sferična ali skoraj sferična: atomizacija plina (GA) in plazemska vrteča se elektroda (prep) sta delci naredili gladke in jim dajali sfero več kot 98%. Sferični prah ima najmanj površinsko energijo, zato se med tiskanjem ne drži tako enostavno, kar je največja za pretočnost.
Poligon/nepravilno: narejen z razgradnjo vode ali z uporabo mehanskega pristopa z ostrimi robovi in ​​grobo površino. Ta vrsta prahu ne teče zelo dobro, vendar je njegova gostota v veliki meri morda boljša od gostote sferičnega prahu, saj se delci bolj tesno prilegajo.
Prašek, ki izvira iz satelitov in prahu, ki je votli: med aerosolizacijo se kapljice, ki so le na pol oblikovane, trčijo, da ustvarijo "satelitski prah", ki je sestavljen iz majhnih delcev, ki se prilepijo na površino večjih delcev. "Hollow Powder" je sestavljen iz plina, ki je ujet znotraj kapljice in ne odide v celoti. Ti dve težavi bosta veliko težje, da prah teče in tiska.
2, glavni način, da oblika delcev vpliva na tehniko tiskanja
1. Sposobnost enakomernega širjenja prahu in količine tekočine v njem
Ključno za zagotovitev, da je debelina plasti prahu celo, da se prepričate, da prah dobro teče. Sferični praški imajo gladko površino in malo trenja med delci. Kot počivanja (merilo fluidnosti) je lahko le 25 stopinj ali manj. Poligonalni praški imajo na drugi strani lahko kot 40 stopinj. Preskusi so pokazali, da lahko pri uporabi opreme SLM s sferično titanovo zlitino v prahu (TI6AL4V) lahko standardni odklon debeline praškaste plasti hranimo znotraj ± 2 μm. Vendar pa je pri uporabi poligonalnega prahu lahko napaka v prahu kot ± 8 μm, zaradi česar je površinska hrapavost (vrednost RA) tiskanega dela 40% višja.
2. stabilnost in zgoščevanje bazena taline
Oblika delcev vpliva na gostoto tiskanih predmetov s spreminjanjem, kako se premika talilni bazen. Ko se sferični prašek stopi z laserjem, je površinska napetost tekoče kovine enaka vsepovsod, kar ustvarja gladek, neprekinjeni bazen taline, ki zmanjšuje poroznost in razpoke. Na primer, tiskani predmeti SLM, izdelani s sferičnim prahom, imajo lahko gostoto 99,9%, če so narejeni z zlitino na osnovi Inconel 718 niklja -. Poligonalni prah ima na drugi strani veliko kontaktno območje med delci, kar olajša "sferoidizacijo", ko se kovina topi in se skrči v kroglo do manjše površinske energije. To znižuje gostoto na manj kot 98,5%.
3. Moč vmesnega vezanja in preostalega stresa
Nepravilni delci lahko ustvarijo mehanske prepletene strukture, ko se razprostira prah, zaradi česar bi moral biti medsevni adhezijo teoretično močnejšo. Toda ostri robovi poligonalnih praškov lahko povzročijo, da se stres med taljenjem poveča, zaradi česar se preostali stres znotraj tiskanega predmeta dvigne. Študije kažejo, da imajo tiskane komponente, izdelane iz poligonalnega 316L v prahu iz nerjavečega jekla, preostali stres za 25% več kot v sferičnem prahu, zaradi česar so med naknadno toplotno obdelavo bolj dovzetne za deformacijo in zlom.
4. Recikliranje v prahu in prihranek denarja
Sferični prašek teče nemoteno in ga je mogoče uporabiti več kot 10 -krat, ne da bi izgubili več kot 5% svoje zmogljivosti, kar je dobro za veliko - lestvice. Poliangularni praški ponavadi naredijo fin prah, ko se delci po večkratni uporabi zlomijo, zaradi česar je pretočnost še slabša. Na primer, ko določen izdelovalec letalskih delov uporablja poligonalni prah, morajo za vsako serijo tiskanja prikazati dodatnih 15% odpadnega prahu. Ko uporabljajo sferični prah, je stopnja odpadnih prahu manjša od 5%.
3, Primeri običajne uporabe in preizkusi uspešnosti
1. Aerospace polje: Izdelava turbinskih rezil
GE Aviation employed spherical TC4 titanium alloy powder (sphericity>99%), izdelano s postopkom PREP za SLM, natisnite turbinske rezila za možganski motor. Zaradi tega je bila površina rezila gladkejša (od RA 10 μm do RA 3 μm) in jih zdržala dvakrat dlje kot tipični kovani deli. Poligonalni prah, ki ga je naredil pristop atomizacije vode, se je po drugi strani prehitro pokvaril v visokih temperaturnih testih -, ker se je prah neenakomerno razpršil, pri čemer so vrzeli s premerom več kot 50 μm znotraj listov.
2. Medicinski vsadki: kolčni sklep, narejen samo za vas
Johnson & Johnson's 3D - Natisnjena kolčna skupna skodelica je narejena iz sferičnega prahu zlitine cocrmo, ki ima nizko trenje koeficienta (0,15) in dosledno strukturo tkiva. Zaradi tega je pritrditev med vsadkom in kostnim tkivom 30% močnejša. Ker pa so na zunanji strani grobi, imajo poligonalni delci bolj verjetno, da povzročajo vnetje in imajo klinično stopnjo popravila, ki je 15% večja od stopnje sferičnih praškov.
3. Izdelava kalupov: konformni hladilni kanal
Pri tiskanju SLM iz plesni jeklo (H13) lahko sferični prah naredi stvari z veliko natančnostjo in premerom kanala vsaj 0,8 mm, zaradi česar je hlajenje 40% učinkovitejše. Ker poligonalni praški ne tečejo dobro, lahko zamašijo sistem za oskrbo s prahom, medtem ko tiskajo kompleksne pretočne kanale, kar zniža stopnjo donosa na manj kot 60%.