Kaip metalo miltelių dalelių forma veikia spausdinimo efektą?

一, metalinių miltelių dalelių formų tipai ir kaip jie formuojasi
Metalo miltelių dalelių formai daugiausia įtakos turi tai, kaip jos gaminamos. Kai kurios dažnos formos yra sferinės, beveik sferinės, daugiakampės, porėtos kempinės ir dendritinės.
Sferinė arba beveik sferinė: dujų atomizacija (GA) ir plazmoje besisukanti elektrodų atomizacija (PrEP) padarė daleles lygias ir suteikė daugiau nei 98%sferiškumą. Sferiniai milteliai turi mažiausiai paviršiaus energijos, todėl spausdinant jie neslieja taip lengvai, todėl tai yra didžiausia srautai.
Daugiakampis/netaisyklingas: pagamintas nutraukiant vandenį arba naudojant mechaninį metodą, su aštriais kraštais ir grubiu paviršiumi. Tokio tipo milteliai teka nelabai gerai, tačiau jo tūrinis tankis gali būti geresnis nei sferinių miltelių, nes dalelės sandariai dera.
Milteliai, gaunami iš tuščiavidurių palydovų ir miltelių: aerozolizacijos metu lašeliai, kurie yra tik pusiau suformuoti, susiduria, kad būtų generuoti „palydoviniai milteliai“, kuriuos sudaro mažos dalelės, kurios prilimpa prie didesnių dalelių paviršiaus. „Tuščiaviduriai milteliai“ yra sudaryti iš dujų, kurios yra įstrigusios lašelio viduje ir visiškai neišeina. Dėl šių dviejų problemų milteliai bus daug sunkesni tekėti ir spausdinti.
2, pagrindinis būdas, kuriuo dalelių forma veikia spausdinimo techniką
1. Gebėjimas tolygiai skleisti miltelius ir jame skysčio kiekį
Svarbiausia įsitikinti, kad miltelių sluoksnio storis yra netgi yra įsitikinti, kad milteliai gerai teka. Sferiniai milteliai turi lygų paviršių ir mažai trinties tarp dalelių. Repozės kampas (sklandumo matas) gali būti net 25 ar mažesnis. Kita vertus, daugiakampiai milteliai gali turėti daugiau nei 40 laipsnių kampą. Testai parodė, kad naudojant SLM įrangą su sferinio titano lydinio milteliais (TI6Al4V), standartinį miltelių sluoksnio storio nuokrypį galima laikyti ± 2 μm. Tačiau naudojant daugiakampius miltelius, miltelių paklaida gali būti net ± 8 μm, todėl atspausdintos dalies paviršiaus šiurkštumas (RA vertė) 40% didesnė.
2. Melo baseino stabilumas ir tankinimas
Dalelių forma daro įtaką atspausdintų daiktų tankiui keičiant lydalo baseino judėjimą. Kai sferiniai milteliai ištirpsta lazeriu, skysto metalo paviršiaus įtempis yra tas pats, sukuriant sklandų, ištisinį lydymosi baseiną, kuris sumažina poringumą ir įtrūkimus. Pavyzdžiui, SLM atspausdintų objektų, pagamintų iš sferinių miltelių, gali būti 99,9%, kai jie pagaminti iš „Inconel 718 Nickel -“, pagrįsto lydinio. Kita vertus, daugiakampiai milteliai turi didelę kontaktinę plotą tarp dalelių, todėl „sferoidizacija“ lengva įvykti, kai metalas ištirpsta ir susitraukia į rutulį, kad būtų sumažinta paviršiaus energija. Tai sumažina tankį iki mažesnio nei 98,5%.
3. Tarpsluoksnio surišimo ir liekamojo įtempio stiprumas
Netaisyklingos dalelės gali generuoti mechanines tarpusavio sąveikos struktūras, kai milteliai išskleidžiami, o tai turėtų sustiprinti tarpsluoksnio sukibimą teoriškai. Tačiau aštrių daugiakampių miltelių kraštai tirpimo metu gali susidaryti stresą, todėl liekamasis įtempis spausdinto daikto viduje padidėja. Tyrimai rodo, kad atspausdinti komponentai, pagaminti iš daugiakampio 316L nerūdijančio plieno miltelių, turi 25% daugiau nei sferinių miltelių liekanų įtempį, todėl jie tampa jautresni deformacijai ir lūžiams vėlesnio terminio apdorojimo metu.
4. Perdirbimo milteliai ir pinigų taupymas
Sferiniai milteliai sklandžiai teka ir gali būti naudojami daugiau nei 10 kartų neprarandant daugiau nei 5% savo našumo, todėl jis yra geras dideliam - mastelio gamybai. Polianguliniai milteliai linkę gaminti smulkius miltelius, kai dalelės nutrūksta pakartotinai, todėl srautas dar blogesnis. Pavyzdžiui, kai tam tikros aviacijos dalių gamintojas naudoja daugiakampius miltelius, kiekvienai spausdinimo partijai jie turi patikrinti papildomus 15% atliekų miltelių. Kai jie naudoja sferinius miltelius, atliekų miltelių greitis yra mažesnis nei 5%.
3, įprastų naudojimo atvejai ir našumo testai
1. Aviacijos ir kosmoso laukas: turbinų peiliukų kūrimas
GE Aviation employed spherical TC4 titanium alloy powder (sphericity>99%) pagamintas naudojant paruošimo procesą, kad SLM atspausdintų turbinų ašmenis, skirtus šuolio varikliui. Dėl to „Blades“ paviršius buvo lygesnis (nuo RA 10 μm iki Ra 3 μm) ir padarė juos paskutinę dvigubai ilgiau nei tipiškos suklastotos dalys. Kita vertus, daugiakampiai milteliai, pagaminti iš vandens atomizacijos metodo, per anksti nutrūko aukštai - temperatūros bandymais, nes milteliai išsisklaidė netolygiai, paliekant tarpus, kurių viduje yra didesnis nei 50 μm skersmuo.
2. Medicininiai implantai: klubo sąnarys, pagamintas tik jums
„Johnson & Johnson“ 3D - atspausdintas klubo sąnario taurė yra pagaminta iš sferinių COCRMO lydinio miltelių, kurių trinties koeficientas yra mažas (0,15) ir pastovi audinio struktūra. Dėl to prisirišimas tarp implanto ir kaulo audinio yra 30% stipresnis. Kadangi išorėje jos yra grubios, daugiakampės dalelės labiau linkusios sukelti uždegimą ir turi klinikinio taisymo greitį, kuris yra 15% didesnis nei sferinių miltelių.
3. Formų kūrimas: konforminis aušinimo kanalas
SLM spausdinant pelėsio plieną (H13), sferiniai milteliai gali padaryti daiktus labai tikslumu, o kanalo skersmuo - mažiausiai 0,8 mm, todėl aušinimas 40% efektyvesnis. Kadangi daugiakampiai milteliai nesiseka gerai, jie gali užkimšti miltelių tiekimo sistemą spausdindami sudėtingus srauto kanalus, o tai sumažina išeigos greitį iki mažiau nei 60%.