Kā metāla pulvera daļiņu forma ietekmē drukāšanas efektu?

一, metāla pulvera daļiņu veidi un to veido veidi
Metāla pulvera daļiņu formu galvenokārt ietekmē to izgatavošana. Dažas biežas formas ir sfēriskas, gandrīz sfēriskas, daudzstūriskas, porainas sūkļa un dendritiskas.
Sfēriska vai gandrīz sfēriska: gāzes atomizācija (GA) un plazmas rotējošā elektrodu atomizācija (PREP) padarīja daļiņas gludas un deva tām sfēriskumu virs 98%. Sfēriskajam pulverim ir vismazākā virsmas enerģija, tāpēc drukāšanas laikā tas neveicas tik viegli, kas padara to par lielāko plūstamībai.
Poligons/neregulārs: izgatavots, sadalot ūdeni vai izmantojot mehānisku pieeju, ar asām malām un rupju virsmu. Šāda veida pulveris neplūst ļoti labi, bet tā lielapjoma blīvums varētu būt labāks nekā sfērisks pulveris, jo daļiņas ir savstarpēji sastopamas.
Pulveris, kas nāk no satelītiem un doba pulvera: aerosolizācijas laikā pilieni, kas veidojas tikai uz pusi, saduras, lai radītu "satelīta pulveri", ko veido mazas daļiņas, kas pielīp pie lielāku daļiņu virsmas. "Dobu pulveri" veido gāze, kas ir ieslodzīta piliena iekšpusē un pilnībā neatstāj. Šīs divas problēmas padarīs daudz grūtāku pulvera plūsmu un drukāšanu.
2, galvenais veids, kā daļiņu forma ietekmē drukāšanas paņēmienu
1. Spēja vienmērīgi izkliedēt pulveri un šķidruma daudzumu tajā
Galvenais, lai pārliecinātos, ka pulvera slāņa biezums ir pat pārliecināties, ka pulveris labi plūst. Sfēriskajiem pulveriem ir gluda virsma un maza berze starp daļiņām. Attēles leņķis (plūstamības mērs) var būt tik zems kā 25 grādi vai mazāk. Poligonālos pulverus, no otras puses, var būt vairāk nekā 40 grādu krājumu leņķis. Pārbaudes parādīja, ka, izmantojot SLM aprīkojumu ar sfērisku titāna sakausējuma pulveri (TI6AL4V), pulvera slāņa biezuma standartnovirzi var saglabāt ± 2 μm robežās. Tomēr, lietojot daudzstūra pulveri, pulvera kļūda var būt pat ± 8 μm, kas padara drukātās daļas virsmas raupjumu (RA vērtību) par 40% lielāku.
2.
Daļiņu forma ietekmē iespiesto priekšmetu blīvumu, mainot to, kā pārvietojas kausēšanas baseins. Kad sfēriskais pulveris izkausē ar lāzeru, šķidruma metāla virsmas spraigums ir vienāds visā, veidojot gludu, nepārtrauktu kausēšanas baseinu, kas samazina porainību un plaisas. Piemēram, SLM drukātiem objektiem, kas izgatavoti ar sfērisku pulveri, blīvums var būt 99,9%, ja tas ir izgatavots ar Inconel 718 niķeļa - balstītu sakausējumu. Poligonālajam pulverim, no otras puses, ir liels kontakta laukums starp daļiņām, kas ļauj viegli "sferoidizācijai" notikt, kad metāls izkausē un sarūk sfērā, lai samazinātu virsmas enerģiju. Tas samazina blīvumu līdz 98,5%.
3. Starpslāņu savienojuma un atlikušā stresa stiprums
Neregulāras daļiņas var radīt mehāniskas bloķēšanas struktūras, kad tiek izkliedēts pulveris, kam teorētiski vajadzētu padarīt starplāna saķeri. Bet daudzstūraino pulveru asas malas var izraisīt stresa uzkrāšanos kušanas laikā, kas drukātajā priekšmetā palielinās atlikušo spriegumu. Pētījumi norāda, ka no daudzstūrveida 316L nerūsējošā tērauda pulvera, kas izgatavoti no daudzstūrveida 316L nerūsējošā tērauda pulvera, ir atlikušais spriegums par 25% vairāk nekā sfēriskais pulveris, padarot tos jutīgāku pret deformāciju un lūzumu nākamās apstrādes laikā.
4. pārstrādes pulveris un naudas ietaupīšana
Sfēriska pulvera plūsma vienmērīgi un to var izmantot vairāk nekā 10 reizes, nezaudējot vairāk nekā 5% no tā veiktspējas, kas padara to labu lielam - mēroga ražošanai. Poliangulārie pulveri mēdz pagatavot smalku pulveri, kad daļiņas sabojājas atkārtotā lietošanā, kas padara plūstamību vēl sliktāku. Piemēram, ja noteiktas aviācijas detaļu ražotājs izmanto daudzstūrainu pulveri, viņiem katrai drukāšanas partijai ir jāpārbauda papildu 15% no atkritumu pulvera. Kad viņi izmanto sfērisku pulveri, atkritumu pulvera ātrums ir mazāks par 5%.
3, parastie lietošanas gadījumi un veiktspējas testi
1. Aviācijas un kosmosa lauks: turbīnu asmeņu izgatavošana
GE Aviation employed spherical TC4 titanium alloy powder (sphericity>99%) izgatavots, izmantojot sagatavošanas procesu, lai SLM izdrukātu turbīnu asmeņus LEAP motoram. Tas padarīja asmeņu virsmu gludāku (no RA 10 μm līdz RA 3 μm) un padarīja tos pēdējos divreiz vairāk nekā tipiskas kaltās daļas. No otras puses, poligonālais pulveris, kas izgatavots no ūdens atomizācijas pieejas, pārāk ātri sadalījās augstos - temperatūras testos, jo pulveris izkliedējās nevienmērīgi, atstājot spraugas ar diametru vairāk nekā 50 μm lapās.
2. Medicīniskie implanti: gūžas locītava, kas izgatavots tieši jums
Džonsona un Džonsona 3D - drukāts gūžas locītavas kauss ir izgatavots no sfēriska Cocrmo sakausējuma pulvera, kam ir zema berzes koeficients (0,15) un konsekventa audu struktūra. Tas padara stiprinājumu starp implanta un kaulu audiem par 30%. Tā kā tās ir raupjas no ārpuses, daudzstūrainās daļiņas, visticamāk, izraisa iekaisumu un tām ir klīniskā remonta ātrums, kas ir par 15% lielāks nekā sfēriskajiem pulveriem.
3. Veidņu izgatavošana: konformālais dzesēšanas kanāls
Pelējuma tērauda SLM drukāšanā (H13) sfērisks pulveris var padarīt lietas ar lielu precizitāti un kanāla diametru vismaz 0,8 mm, kas padara 40% efektīvāku dzesēšanu. Tā kā poligonālie pulveri neplūst labi, tie var aizsprostot pulvera piegādes sistēmu, drukājot sarežģītus plūsmas kanālus, kas samazina ražas ātrumu līdz mazāk nekā 60%.