A fémnyomó anyagok vákuum tárolást igényelnek?

一, Anyagtulajdonságok: Az anyagnak mind az oxidációval, mind a nedvesség abszorpciójával kell foglalkoznia.
Két fő dolog van, amelyet a fémnyomó anyagok tárolási környezetének meg kell tennie: tartsa meg az oxidációs folyamatok megtörténését, és szabályozza a levegőben lévő nedvesség mennyiségét. Ez a két dolog közvetlenül befolyásolja, hogy az anyag kémiailag milyen stabil és adaptálható.
1. Az oxidációs reakciók káros hatásai
Amikor a fémpor a levegővel érintkezik, az oxidréteg nagyon gyorsan kialakul a felületen. Például a titán ötvözet por normál hőmérsékleten oxigénnel kombinálódik, hogy tio ₂ legyen. Magas hőmérsékleten, az elektronnyaláb -olvadási folyamatban 650 fok felett, az oxidációs sebesség sokat növekszik. Három fő nehézség történhet, ha oxidréteg van:
Kevesebb folyékonyság: Az oxidált részecskék aggregációja szélesebbé teszi a por részecskeméreteloszlását, ami megnehezíti a por egyenletes eloszlását. A 3D -s nyomtatási vállalkozás kísérletet végzett, amely kimutatta, hogy a levegőnek való kitettség 72 órás expozíciója után a titán ötvözet porréteg vastagságának variációja ± 10 μm -ről ± 35 μm -re változott. Ez 40% -kal durvabbá tette a nyomtatott tárgyak felületét.
További olvadási hibák: Az oxidréteg lebomlik, amikor lézer- vagy elektronnyalábot üt, amely gáz- és pórushibákat generál. A repülési motorpengék nyomtatásakor a titán -oxid por 2,3 -szor porózusabb, mint a porózus por, és fáradtságának élettartamát 60%-kal csökkentik.
Az anyag teljesítményének lebontása: Az oxidréteg befolyásolja a fémkristályok elrendezését, ami a fém kevésbé erős. A 316L rozsdamentes acél por szakítószilárdsága 680 mPa -ról 520 mPa -ra esett az oxidáció után, míg a megnyúlási sebesség 45% -ról 28% -ra esett vissza.
2. A nedvesség felszívódásának lehetősége a láncokban
A fémporok nagyon jól tudnak felidézni a nedvességet a levegőből, mert porózus szerkezetük van. Például az alumínium alapú ötvözetek 24 órán keresztül 60%relatív páratartalommal rendelkező helyen tarthatók, és a nedvességtartalom elérheti a 0,15%-ot, ami jóval magasabb, mint a folyamatbiztonsági standard 0,05%. Három jelentős veszély merül fel a nedvesség felszívódásából:
A spontán égés lehetősége: Ha a nedves por valami ellen dörzsöl, vagy statikus töltésnek van kitéve, akkor önmagában felgyulladhat. 2023 -ban egy 3D nyomtatási üzletben a titánötvözet porrobbanás történt Németországban. A vizsgálat megállapította, hogy a baleseti por nedvesség százaléka 0,22%, ami sokkal magasabb, mint a biztonságos.
Nem stabil eljárás: A lézer azonnal elpárolog, ami az olvadt medence robbant. Egy bizonyos autóipari alkatrész-szállító nyilvántartásai azt mutatják, hogy amikor a nedvességtagoló port a nyomtatáshoz használták, a splash hibák száma 0,3% -ról 2,7% -ra nőtt, és a hulladék sebessége nyolcszor növekedett.
A hidrogén ölelés jelenség: Amikor a víz lebomlik, felszabadítja a hidrogénatomokat, amelyek a fémrácsba kerülnek, és kevésbé robusztussá teszik. A repülési rögzítőelemek nyomtatásakor a nedvesség-felszívódó por alkatrészek törési szilárdsága 45mPa · m ¹/²-ről 28mPa · m ¹/²-re csökkent, ami nem elég erős ahhoz, hogy elvégezze a légierő-teszteket.
2, A folyamatkockázat: A lánc teljes ellenőrzése a tárolástól a nyomtatásig
A fém nyomtatási kellékek tárolásának módja közvetlen hatással van arra, hogy a következő lépések mennyire biztonságos és stabilak lesznek. A zárt hely létrehozásával a Hoover Storage Technology három kulcsfontosságú kockázatot vezérel:
1. Biztonsági ellenőrzés, amely nem engedi, hogy egy robbanás történjen
A fémpor egyfajta gyúlékony por, és az alsó robbanásveszélyes határ (LEL) szorosan kapcsolódik a részecskék méretéhez és a levegőben lévő oxigén mennyiségéhez. Például a titánötvözet por alacsonyabb, mint az alumínium por, amelynek magasabb LEL -je 60 g/m³. A Hoover Storage következő módjai csökkentik a robbanás kockázatát:
Töltsön meg vákuumot nitrogén- vagy argongázzal, hogy az oxigénszint 0,5%alatt maradjon. Ezt inert gázvédelemnek hívják. Egy katonai vállalat kísérletet végzett, amely kimutatta, hogy amikor az oxigénszint 21% -ról 0,5% -ra esett vissza, a titánötvözet porrobbanási nyomása 0,8 MPa -ról 0,02 MPa -ra esett, és a biztonsági tényező 40 -szer növekedett.
Statikus eliminációs kialakítás: A vákuumtároló doboz belsejét anti-statikus anyag borítja, amelynek ellenállása kevesebb, mint 10 cm. Ez megakadályozza, hogy a statikus szikrák történjenek, amikor a por dörzsöli a falakat.
Hőmérséklet -szabályozás: A vákuum atmoszféra lelassítja a termikus konvekciót, és félvezető hűtőrendszerrel kombinálva a tárolási hőmérsékletet 15 és 25 fok között tartja. Ez megakadályozza, hogy a magas hőmérsékletek felgyorsítsák az oxidációs reakciókat.
2. A folyamatparaméterek stabilitása
A fémnyomtatás meglehetősen érzékeny a por működésére, és a vákuum tárolását a következő fontos mutatók megtarthatják:
A részecskeméret eloszlása: A vákuum atmoszféra a D50 részecskeméretét állandóan tartja, és megakadályozza a por összecsapását. Egy orvosi implantátum -üzlet szerint a vákuumban fenntartott porok részecskeméretének szórása 0,8 μm -ről 0,3 μm -re csökkent. A nyomtatott stentek porozitási standard variációja 1,2% -ról 0,5% -ra csökkent.
Laza sűrűség: A vákuum-tárolt por laza sűrűségének ingadozásának felét felére vágják, ± 0,05 g/cm-ről ± 0,01 g/cm-re. Ez biztosítja, hogy a por vastagsága az egészben azonos legyen.
Likviditás: Ha a levegőben lévő páratartalmat 5% RH alatt tartják, akkor a vákuumban tárolt porok visszaszorításának szöge 45 fokról 32 fokra halad, ami 40% -kal több folyadékot eredményez.
3, Ipari alkalmazás: Erős kereslet a csúcskategóriás gyártási ágazatban
A csúcskategóriás területeken, beleértve a repülőgépet, az orvosi implantátumokat és az atomenergiát, a vákuumtárolás a fémnyomtatási összetevők tárolásának szokásos módjává vált.
1. Az űrrepülés mezője
A GE LEAP motorok üzemanyag -fúvókáinak nyomtatásakor a vákuumban tartott kobalt -króm ötvözet port alkalmazzák három nagy előrelépés elérésére:
Hosszabb élettartam: A vákuumtároló pornyomás fúvókája 10 000 termikus ciklus tesztelésen ment keresztül, és háromszor hosszabb ideig tart, mint a szokásos öntvények.
Javított hatékonyság: A porozitás 0,8%-ról 0,2%-ra, az üzemanyag -hatékonyság 15%-kal növekedett.
Költségmegtakarítás: A porhasználati ráta 75%-ról 92%-ra, az egyetlen darab költsége pedig 28%-kal csökkent.
2. Az orvosi implantátumok témája
A 3D -s nyomtatott porózus titán ötvözet -fúziós eszközök terápiás alkalmazásában a vákuumtároló technológia két nagy problémát megold:
Biokompatibilitás: A vákuumban tárolt por kevesebb, mint 0,05% szennyeződés (O, N, H), amely megfelel az ISO 13782 szabványnak.
A csontképződésre gyakorolt ​​hatás: A csontnövekedés három hónapon belüli sebessége 60% -kal nőtt a porhoz képest, amelyet nem vákuumban tartottak, és az öt év alatti túlélési arány 85% -ról 97% -ra nőtt.
3. Az atomenergia területe
A nukleáris reaktorok áramlási csatornamalapjainak készítésekor a vákuumban tartott tantalumpor a következőket teszi: ellenáll a korróziónak: magas hőmérsékletű gőzkörnyezetben 560 fokos, a korróziós sebesség 0,02 mm/évről 0,005 mm-re csökken.
Neutron abszorpciós teljesítmény: A bór mennyisége állandó marad 1,2 tömeg%, ami biztonságos a nukleáris felhasználáshoz.