Nou itilize bonbon pou amelyore eksperyans ou.Lè w kontinye navige sou sit sa a, ou dakò ak itilizasyon cookies nou yo.Lòt Enfòmasyon.
Manifakti aditif (AM) enplike nan kreye objè ki genyen twa dimansyon, yon kouch ultra-mens nan yon moman, ki fè li pi chè pase machin tradisyonèl yo.Sepandan, se sèlman yon ti pati nan poud lan depoze pandan pwosesis asanble a soude nan eleman an.Lè sa a, rès la pa fonn, kidonk li ka reyitilize.Nan contrast, si objè a kreye klasik, retire materyèl pa fraisage ak machining anjeneral obligatwa.
Karakteristik yo nan poud lan detèmine paramèt yo nan machin nan epi yo dwe konsidere an premye.Pri AM ta pa ekonomik paske poud ki pa fonn lan kontamine epi li pa resikle.Domaj nan poud rezilta nan de fenomèn: modifikasyon chimik nan pwodwi a ak chanjman nan pwopriyete mekanik tankou mòfoloji ak distribisyon gwosè patikil.
Nan premye ka a, travay prensipal la se kreye estrikti solid ki gen alyaj pi bon kalite, kidonk nou bezwen pou fè pou evite kontaminasyon nan poud lan, pou egzanp, ak oksid oswa nitrur.Nan dènye ka a, paramèt sa yo asosye ak likidite ak gaye.Se poutèt sa, nenpòt chanjman nan pwopriyete yo nan poud lan ka mennen nan yon distribisyon ki pa inifòm nan pwodwi a.
Done ki soti nan piblikasyon ki sot pase yo endike ke debimètr klasik pa ka bay bon jan enfòmasyon sou koule poud nan pwodiksyon an nan aditif kabann poud.Konsènan karakterizasyon matyè premyè (oswa poud), gen plizyè metòd mezi apwopriye sou mache a ki ka satisfè egzijans sa a.Eta a estrès ak jaden an koule poud dwe menm bagay la tou nan selil la mezire ak nan pwosesis la.Prezans chaj konpresiv enkonpatib ak koule sifas gratis yo itilize nan aparèy AM nan tèsteur selil taye ak rheometers klasik.
GranuTools te devlope workflows pou karakterizasyon poud nan manifakti aditif.Objektif prensipal nou an se te genyen yon zouti pou chak jeyometri pou modèl pwosesis egzat, epi yo te itilize workflow sa a pou konprann ak swiv evolisyon bon jan kalite poud sou plizyè pase enprime.Plizyè alyaj estanda aliminyòm (AlSi10Mg) yo te chwazi pou diferan dire nan diferan chaj tèmik (ki soti nan 100 a 200 °C).
Degradasyon tèmik ka kontwole pa analize kapasite poud lan nan magazen yon chaj.Poud yo te analize pou fluidité (enstriman GranuDrum), sinetik anbalaj (enstriman GranuPack) ak konpòtman elektwostatik (enstriman GranuCharge).Jwenti ak mezi sinetik anbalaj yo disponib pou mas poud sa yo.
Poud ki gaye fasil pral fè eksperyans yon endèks jwenti ki ba, pandan y ap poud ak dinamik ranpli rapid pral pwodwi pati mekanik ki gen mwens porosite konpare ak pwodwi ki pi difisil pou ranpli.
Twa poud alyaj aliminyòm (AlSi10Mg) ki estoke nan laboratwa nou an pou plizyè mwa, ak distribisyon diferan gwosè patikil, ak yon echantiyon asye pur 316L, refere yo isit la kòm echantiyon A, B ak C, yo te chwazi.Karakteristik echantiyon yo ka diferan de lòt moun.manifaktirè yo.Distribisyon gwosè patikil echantiyon yo te mezire pa analiz diffraction lazè / ISO 13320.
Depi yo kontwole paramèt machin nan, yo dwe konsidere pwopriyete poud lan an premye, epi si nou konsidere poud ki pa fonn yo kontamine epi ki pa resikle, pri fabrikasyon aditif pa pral ekonomik tankou nou ta renmen.Se poutèt sa, twa paramèt yo pral envestige: koule poud, procesna sinetik ak elektwostatik.
Spreadability gen rapò ak inifòmite a ak "dous" nan kouch poud la apre operasyon an rekouch.Sa a trè enpòtan paske sifas lis yo pi fasil pou enprime epi yo ka egzamine avèk zouti GranuDrum ak mezi endèks adezyon.
Paske porositë yo se pwen fèb nan yon materyèl, yo ka mennen nan fant.Dinamik anbalaj se dezyèm paramèt kritik la paske poud anbalaj vit gen porosite ki ba.Yo te mezire konpòtman sa a ak GranuPack ak yon valè n1/2.
Prezans nan yon chaj elektrik nan poud lan kreye fòs limenm ki mennen nan fòmasyon nan agglomerat.GranuCharge mezire kapasite yon poud pou jenere yon chaj elektwostatik sou kontak ak yon materyèl chwazi pandan koule.
Pandan pwosesis, GranuCharge ka predi deteryorasyon koule, tankou fòmasyon kouch nan AM.Kidonk, mezi yo jwenn yo trè sansib a eta a nan sifas grenn jaden an (oksidasyon, kontaminasyon ak brutality).Lè sa a, aje a nan poud lan refè ka byen mezire (± 0.5 nC).
GranuDrum a baze sou prensip yon tanbou wotasyon epi li se yon metòd pwograme pou mezire koule nan yon poud.Yon silenn orizontal ak mi transparan yo gen mwatye nan echantiyon an poud.Tanbou a vire toutotou aks li nan yon vitès angilè de 2 a 60 rpm, ak kamera CCD a pran foto (ki soti nan 30 a 100 imaj nan entèval 1 segonn).Yo idantifye koòdone lè/poud sou chak imaj lè l sèvi avèk yon algorithm deteksyon kwen.
Kalkile pozisyon an mwayèn nan koòdone a ak osilasyon yo alantou pozisyon mwayèn sa a.Pou chak vitès wotasyon, ang koule (oswa "ang dinamik repo") αf kalkile nan pozisyon koòdone vle di, epi endèks adezyon dinamik σf, ki refere a lyezon ant patikil, analize soti nan fluctuations koòdone.
Ang koule a enfliyanse pa yon kantite paramèt: friksyon ant patikil, fòm ak jwenti (van der Waals, elektwostatik ak fòs kapilè).Poud limenm yo lakòz koule tanzantan, pandan y ap poud ki pa limenm yo lakòz koule regilye.Pi piti valè ang koule αf koresponn ak bon pwopriyete koule.Yon endèks adezyon dinamik tou pre zewo koresponn ak yon poud ki pa limenm, kidonk, kòm Adhesion nan poud lan ogmante, endèks adezyon an ogmante kòmsadwa.
GranuDrum pèmèt ou mezire ang premye lavalas ak aere poud lan pandan koule a, osi byen ke mezire endèks adezyon σf ak ang koule αf depann sou vitès wotasyon an.
GranuPack dansite esansyèl, dansite tapping ak mezi rapò Hausner (yo rele tou "tès manyen") yo trè popilè nan karakterizasyon poud paske nan fasilite ak vitès nan mezi.Dansite nan poud lan ak kapasite nan ogmante dansite li yo se paramèt enpòtan pandan depo, transpò, aglomerasyon, elatriye pwosedi rekòmande a dekri nan Farmakope a.
Tès senp sa a gen twa gwo dezavantaj.Mezi yo depann de operatè ak metòd ranpli a afekte volim poud inisyal la.Mezi vizyèl volim ka mennen nan erè grav nan rezilta yo.Akòz senplisite eksperyans lan, nou neglije dinamik konpaksyon ant dimansyon inisyal ak final la.
Konpòtman an nan poud lan manje nan priz la kontinyèl te analize lè l sèvi avèk ekipman otomatik.Mezire avèk presizyon koyefisyan Hausner Hr, dansite inisyal ρ(0) ak dansite final ρ(n) apre n klik.
Kantite tiyo anjeneral fiks nan n = 500.GranuPack a se yon mezi dansite tapping otomatik ak avanse ki baze sou dènye rechèch dinamik yo.
Lòt endèks ka itilize, men yo pa nan lis isit la.Yo mete poud lan nan tib metal epi li ale nan yon pwosesis inisyalizasyon otomatik solid.Ekstrapolasyon paramèt dinamik n1/2 ak dansite maksimòm ρ(∞) yo pran nan koub konpaksyon an.
Yon silenn ki lejè kre chita sou tèt kabann lan poud pou kenbe nivo koòdone poud/lè pandan konpaksyon.Tib ki gen echantiyon an poud monte nan yon wotè fiks ∆Z epi li tonbe lib nan yon wotè, anjeneral fiks nan ∆Z = 1 mm oswa ∆Z = 3 mm, mezire otomatikman apre chak enpak.Dapre wotè, ou ka kalkile volim V pil la.
Dansite se rapò mas m ak volim V kouch poud la.Mas poud m konnen, dansite ρ aplike apre chak lage.
Koefisyan Hausner Hr a gen rapò ak pousantaj konpaksyon an epi li analize pa ekwasyon Hr = ρ(500) / ρ(0), kote ρ(0) se dansite en inisyal la ak ρ(500) se dansite tiyo kalkile apre 500. tiyo.Rezilta yo repwodiktif ak yon ti kantite poud (anjeneral 35 ml) lè l sèvi avèk metòd GranuPack la.
Pwopriyete poud lan ak nati materyèl ki soti nan aparèy la se paramèt kle.Pandan koule a, chaj elektwostatik yo pwodwi andedan poud lan, ak chaj sa yo ki te koze pa efè a triboelectric, echanj la nan chaj lè de solid antre an kontak.
Lè poud lan koule andedan aparèy la, efè triboelectric rive nan kontak ant patikil yo ak nan kontak ant patikil la ak aparèy la.
Lè yo fin kontakte materyèl yo chwazi a, GranuCharge otomatikman mezire kantite chaj elektwostatik ki te pwodwi andedan poud lan pandan koule.Yon echantiyon poud lan ap koule nan yon tib V ki vibre epi li tonbe nan yon gode Faraday ki konekte ak yon elektwomèt ki mezire chaj poud lan pran pandan l ap deplase nan tib V la.Pou rezilta repwodiktif, manje V-tib la souvan ak yon aparèy wotasyon oswa vibre.
Efè triboelektrik la lakòz yon sèl objè jwenn elektwon sou sifas li epi konsa yo dwe chaje negatif, pandan y ap yon lòt objè pèdi elektwon epi se poutèt sa chaje pozitivman.Gen kèk materyèl ki genyen elektwon pi fasil pase lòt, e menm jan an tou, lòt materyèl pèdi elektwon pi fasil.
Ki materyèl ki vin negatif ak ki vin pozitif depann de tandans relatif materyèl ki enplike yo genyen oswa pèdi elektwon.Pou reprezante tandans sa yo, yo te devlope seri triboelektrik yo montre nan Tablo 1.Materyèl ki gen tandans pou yo chaje pozitivman ak lòt moun ki gen tandans pou chaje negatif yo ki nan lis, pandan ke materyèl ki pa montre tandans konpòtman yo ki nan lis nan mitan tab la.
Nan lòt men an, tablo sa a sèlman bay enfòmasyon sou tandans nan konpòtman chaj materyèl, kidonk GranuCharge te kreye bay valè egzat pou konpòtman chaj poud.
Plizyè eksperyans yo te pote pou analize dekonpozisyon tèmik.Yo te kite echantiyon yo nan 200 ° C pou youn a de èdtan.Lè sa a, poud lan imedyatman analize ak GranuDrum (non tèmik).Lè sa a, yo mete poud lan nan yon veso jiskaske li rive nan tanperati anbyen epi analize lè l sèvi avèk GranuDrum, GranuPack ak GranuCharge (sa vle di "frèt").
Echantiyon kri yo te analize lè l sèvi avèk GranuPack, GranuDrum ak GranuCharge nan menm imidite / tanperati chanm, sa vle di imidite relatif 35.0 ± 1.5% ak tanperati 21.0 ± 1.0 °C.
Endèks jwenti a kalkile koule nan yon poud ak korelasyon ak chanjman nan pozisyon an nan koòdone a (poud / lè), ki reflete sèlman twa fòs kontak (van der Waals, kapilè ak elektwostatik).Anvan eksperyans lan, anrejistre imidite relatif la (RH, %) ak tanperati (°C).Lè sa a, vide poud lan nan veso tanbou a epi kòmanse eksperyans la.
Nou konkli ke pwodwi sa yo pa te sansib nan caking lè w ap konsidere paramèt thixotropic.Enteresan, estrès tèmik chanje konpòtman an reolojik nan poud echantiyon A ak B soti nan epesman taye lenn nan mens taye.Nan lòt men an, echantiyon C ak SS 316L pa te afekte pa tanperati epi yo te montre sèlman epesman taye.Chak poud te montre pi bon gaye (sa vle di pi ba endèks jwenti) apre chofaj ak refwadisman.
Efè tanperati a tou depann de sifas espesifik patikil yo.Pi gwo konduktiviti tèmik materyèl la, se pi gwo efè sou tanperati (sa vle di ???225°?=250?.?-1.?-1) ak ?316?225°?=19?.?-1.?-1), pi piti patikil yo, pi enpòtan efè tanperati a.Travay nan tanperati ki wo se yon bon chwa pou poud alyaj aliminyòm akòz gayabilite ogmante yo, ak echantiyon refwadi reyalize menm pi bon koule konpare ak poud primitif.
Pou chak eksperyans GranuPack, pwa poud lan te anrejistre anvan chak eksperyans, epi echantiyon an te sibi enpak 500 ak yon frekans enpak 1 Hz ak yon tonbe gratis nan selil la mezire nan 1 mm (enèji enpak ∝).Echantiyon yo distribye nan selil yo mezire dapre enstriksyon lojisyèl endepandan de itilizatè a.Lè sa a, mezi yo te repete de fwa pou evalye repwodibilite ak egzamine devyasyon an mwayèn ak estanda.
Apre analiz GranuPack la fini, premye dansite anbalaj (ρ(0)), dansite procesna final la (sou plizyè klik, n = 500, sa vle di ρ(500)), rapò Hausner/Endèks Carr (Hr/Cr), ak de anrejistreman. paramèt (n1/2 ak τ) ki gen rapò ak dinamik konpaksyon.Yo montre tou dansite optimal ρ(∞) (gade Apendis 1).Tablo ki anba a reòganize done eksperimantal yo.
Figi 6 ak 7 montre koub konpaksyon an jeneral (dansite esansyèl kont kantite enpak) ak rapò paramèt n1/2/Hausner.Yo montre ba erè ki kalkile lè l sèvi avèk mwayèn sou chak koub, epi yo te kalkile devyasyon estanda nan tès repetibilite.
Pwodwi asye pur 316L la te pwodwi ki pi lou (ρ(0) = 4.554 g/mL).An tèm de dansite tapping, SS 316L se toujou poud ki pi lou (ρ (n) = 5.044 g / mL), ki te swiv pa echantiyon A (ρ (n) = 1.668 g / mL), ki te swiv pa echantiyon B (ρ (n) = 1.668 g/ml) (n) = 1.645 g/ml).Egzanp C te pi ba a (ρ(n) = 1.581 g/mL).Dapre dansite esansyèl nan poud inisyal la, nou wè ke echantiyon A se pi lejè a, epi pran an kont erè a (1.380 g / ml), echantiyon B ak C gen apeprè menm valè a.
Lè poud lan chofe, rapò Hausner li yo diminye, ki rive sèlman pou echantiyon B, C ak SS 316L.Pou Egzanp A, sa pa ka fèt akòz gwosè ba erè yo.Pou n1/2, tandans paramèt yo pi difisil pou idantifye.Pou echantiyon A ak SS 316L, valè n1/2 diminye apre 2 èdtan nan 200 ° C, pandan y ap pou poud B ak C li ogmante apre chajman tèmik.
Yo te itilize yon feeder vibre pou chak eksperyans GranuCharge (gade Figi 8).Sèvi ak tiyo asye pur 316L.Mezi yo te repete 3 fwa pou evalye reproductibilité.Pwa pwodwi a te itilize pou chak mezi te apeprè 40 ml epi pa gen okenn poud refè apre mezi.
Anvan eksperyans lan, pwa poud lan (mp, g), imidite relatif lè a (RH, %), ak tanperati (°C) yo anrejistre.Nan kòmansman tès la, mezire dansite chaj nan poud prensipal la (q0 nan µC/kg) lè w entwodwi poud lan nan gode Faraday la.Finalman, anrejistre mas poud lan epi kalkile dansite chaj final la (qf, µC/kg) ak Δq (Δq = qf – q0) nan fen eksperyans la.
Done GranuCharge anvan tout koreksyon yo montre nan Tablo 2 ak Figi 9 (σ se devyasyon estanda ki kalkile nan rezilta tès repwodiksyon), epi rezilta yo prezante kòm istogram (sèlman q0 ak Δq yo montre).SS 316L te gen pi ba pri inisyal la;sa a ka akòz lefèt ke pwodui sa a gen PSD ki pi wo a.Konsènan kantite chaj inisyal poud alyaj aliminyòm prensipal la, pa gen okenn konklizyon ka trase akòz gwosè erè yo.
Apre kontak ak tiyo asye pur 316L, echantiyon A akeri pi piti kantite chaj konpare ak poud B ak C, ki mete aksan sou yon tandans menm jan an, lè SS 316L poud fwote ak SS 316L, yo jwenn yon dansite chaj fèmen nan 0 (gade triboelectric. seri).Pwodwi B toujou chaje plis pase A. Pou echantiyon C, tandans kontinye (pozitif chaj inisyal ak chaj final apre flit), men kantite chaj ogmante apre degradasyon tèmik.
Apre 2 èdtan nan estrès tèmik nan 200 °C, konpòtman an nan poud lan vin espektakilè.Nan echantiyon A ak B, chaj inisyal la diminye epi chaj final la chanje soti nan negatif a pozitif.SS 316L poud te gen pi gwo chaj inisyal la ak chanjman dansite chaj li yo te vin pozitif men li te rete ba (sa vle di 0.033 nC / g).
Nou envestige efè degradasyon tèmik sou konpòtman konbine alyaj aliminyòm (AlSi10Mg) ak poud asye pur 316L pandan y ap analize poud orijinal yo nan lè anbyen apre 2 èdtan nan 200 ° C.
Itilize nan poud nan tanperati ki wo ka amelyore gayabilite nan pwodwi a, ak efè sa a sanble pi enpòtan pou poud ki gen gwo sifas espesifik ak materyèl ki gen gwo konduktiviti tèmik.GranuDrum yo te itilize pou evalye koule, GranuPack te itilize pou analiz ranpli dinamik, ak GranuCharge te itilize pou analize triboelectricity poud lan an kontak ak 316L Nerjaveèi asye tib.
Rezilta sa yo te etabli lè l sèvi avèk GranuPack, ki montre amelyorasyon nan koyefisyan Hausner pou chak poud (ak eksepsyon echantiyon A akòz erè gwosè) apre pwosesis estrès tèmik la.Gade nan paramèt procesna yo (n1/2), pa te gen okenn tandans klè kòm kèk pwodwi te montre yon ogmantasyon nan vitès procesna pandan ke lòt moun te gen yon efè konparan (egzanp echantiyon B ak C).
Tan poste: Jan-10-2023