Care sunt efectele alegerii pulberilor cu diferite dimensiuni de particule asupra calității imprimării?

一, un echilibru dinamic între dimensiunea particulelor și calitatea răspândirii pulberii
1. Jocul dintre fluiditate și netezime
Fluxul de pulbere este un semn bun al cât de uniform se răspândește. Institutul Fraunhofer din Germania a făcut teste comparative care au arătat că 316L pulbere din oțel inoxidabil cu un diametru de 20–63 μm a avut un debit de 18–22s/50g în testarea contorului curent al holului. Acest lucru a fost mult mai bun decât debitul de 25-30/50g pentru pulbere cu un diametru de 15–53 μm. Acest lucru arată că pulberile cu dimensiuni mai mari de particule sunt mai bune pentru răspândirea rapidă. Observațiile microscopiei confocale cu laser au arătat că abaterea de grosime a stratului de pulbere realizat de 15–53 μm pulbere a fost de doar ± 0,8 μm, în timp ce abaterea de 20–63 μm pulbere a fost de ± 1,5 μm. Această diferență este mai ales clară după acumularea de straturi multi -: Când înălțimea de imprimare este mai mare de 50mm, eroarea de mărime a secțiunilor de pulbere de particule mari crește cu 3–5%.
Practica industriei: Când o companie de dispozitive medicale folosește 20–63 μm pulbere pentru a imprima implanturi ortopedice, eficiența de răspândire a pulberii crește cu 20%, dar 10% din piese trebuie să fie tăiate la suprafață pentru a scăpa de proeminențele locale. Când utilizați 15–53 μm pulbere, pe de altă parte, viteza de răspândire a pulberii trebuie să fie încetinită cu 15%, dar „One - Timp de modelare” se poate face fără procesare suplimentară.
2. Strategie pentru optimizarea distribuției dimensiunilor de particule
Folosind o distribuție a mărimii particulelor bimodale, cum ar fi amestecarea de 15 μm pulbere fină cu 45 μm pulbere grosieră, poate face răspândirea pulberii mult mai bună. Pulberea fină se umple în spațiile dintre pulberi grosiere, ceea ce face ca patul de pulbere să fie mai dens, dar totuși îi permite să curgă bine. Așa se face că Airbus Group face conducte de combustibil pentru motor. Crește densitatea patului de pulbere de la 58% la 65% și reduce problema se scufundări de piscină topită cu mult.
2, impactul profund al mărimii particulelor asupra eficienței conductivității termice
1. Conflictul dintre absorbția laserului și difuzarea termică
Comparativ cu pulberile cu 53-105 μm, pulberile cu dimensiuni mici de particule (15–45 μm) au o suprafață specifică mai mare și absoarbe cu 18% mai multă lumină laser. Dar pulberile care sunt prea fine (<10 μ m) are likely to spheroidise when they oxidise, which makes them 25% less thermally conductive. NASA discovered in GRCop-42 copper alloy printing that decreasing the powder particle size from 30 μm to 15 μm raised the thermal conductivity from 380W/(m · K) to 410W/(m · K). However, the oxygen content must be kept below 800ppm to prevent the formation of oxide film.
2. Reglarea dimensiunii particulelor pentru tehnologia fasciculului de electroni
Utilizarea pulberii grosiere de 45-105 μm poate genera acumularea de încărcare, ceea ce poate duce la probleme de imprimare. Tehnologia de topire selectivă a fasciculului de electroni (EBM) vă poate ajuta în acest sens. GE Aviation folosește această gamă de dimensiuni de particule pentru a face lame de turbină a motorului LEAP. Acest lucru accelerează imprimarea la 800 cm³/h, care este de trei ori mai rapidă decât tehnologia SLM, păstrând densitatea la 99,9%.
3, relația dintre microstructură și calitățile mecanice
1. Controlul dimensiunii boabelor
Mărimea particulelor de pulbere afectează direct cât de repede se răcește piscina de topire, ceea ce la rândul său determină dimensiunea boabelor. Testarea grupului Airbus a arătat că dimensiunea medie a cerealelor de 316L piese din oțel inoxidabil imprimată cu 15–53 μm pulbere este de 15 μm. Părțile tipărite cu 20–63 μm pulbere au o dimensiune medie de bob de 28 μm. Testul de ciclism de temperatură de la -50 la 150 de grade a indicat că piesele de dimensiuni mici ale particulelor s -au scurs mai puțin de 1 × 10 ⁻⁸ pa · m ³/s, dar piesele mari de dimensiuni ale particulelor s -au scurs puțin după 200 de cicluri.
2. Distribuția stresului rezidual Piese imprimate cu pulbere fină au cu 30% mai mult stres rezidual, deoarece se răcesc mai repede. Siemens Energy folosește 53-105 μm pulbere grosieră pentru a face camere de ardere a turbinei cu gaz. De asemenea, folosesc recoacerea de salvare a stresului la 650 grade pentru a scădea stresul rezidual de la 180 MPa la 60 MPa, păstrând densitatea la 99,5%.
4, matrice pentru alegerea mărimii particulelor în utilizarea industriei
1. Câmpul aerospațial
Piesele de la capătul fierbinte al motorului: Alegerea de 15–45 μm pulbere ar trebui să fie cel mai important lucru. NASA folosește 30 μm de dimensiuni medii de dimensiuni de particule pentru a face grcop-42 garnituri de cameră de ardere a aliajului de cupru. Acest lucru le oferă o conductivitate termică de 410W/(M · K) și o rezistență la tracțiune de 420MPa.
Piesele care mențin structura: folosind 45 - 105 μm pulbere, cum ar fi imprimarea aviației GE TI-6Al-4V și reglarea fină a setărilor fasciculului de electroni pot oferi pieselor forjate o durată de oboseală de 85%.
2. Domeniul dispozitivelor medicale
Implanturi ortopedice: 15-53 μm pulbere devine norma. De exemplu, Johnson & Johnson DePuy sintetizează cupe acetabulare cu aliaj de crom de cobalt cu o rugozitate de suprafață a RA<0.8 μ m. To do this, they utilised 25 μ m fine powder. This lowered the danger of bone resorption.
Stent personalizat: Folosind 5-25 μm pulbere ultrafină, cum ar fi imprimarea EOS NITI Forme Memory Alloy Stent Vascular Stent, putem regla porozitatea la 80% și modulul elastic la 30GPa.
3. Câmpul fabricării mucegaiului
Forma care urmează matrița de răcire: folosind 53-105 μm pulbere, ca DMG Mori imprimare H13 Matrițele de oțel cu instrumente, poate economisi costul fiecărei piese cu 0,8 yuani și timpul necesar pentru a face o matriță cu 40%.
Mucegaiul cu o conductivitate ridicată a căldurii: Când BASF imprimă mucegaiuri CUCRZR cu 15–45 μm pulbere din aliaj de cupru, au o conductivitate termică de 320W/(M · K), care este de cinci ori mai mare decât cea a matrițelor de oțel.