Milyen hatással van a különböző részecskeméretű porok kiválasztása a nyomtatás minőségére?

一, dinamikus egyensúly a részecskék mérete és a por elterjedésének minősége között
1. A játék a folyékonyság és a simaság között
A por folyékonysága jó jele annak, hogy mennyire elterjed. A németországi Fraunhofer Intézet összehasonlító teszteket végzett, amelyek azt mutatták, hogy a 316L rozsdamentes acél por, amelynek átmérője 20–63 μm volt, 18–22s/50 g áramlási sebessége volt a Hall jelenlegi mérővizsgálatában. Ez sokkal jobb volt, mint a 25–30 s/50 g áramlási sebesség, amelynek átmérője 15–53 μm. Ez azt mutatja, hogy a nagyobb részecskeméretű porok jobbak a gyors terjedéshez. A lézerkonfokális mikroszkópos megfigyelések azt mutatták, hogy a porréteg vastagságának eltérése 15–53 μm -es porból csak ± 0,8 μm volt, míg a 20–63 μm -es por eltérése ± 1,5 μm volt. Ez a különbség különösen egyértelmű a multi {- réteg felhalmozódása után: Ha a nyomtatási magasság meghaladja az 50 mm -et, a nagy részecskepor -szakaszok mérethibája 3–5%-kal növekszik.
Ipari gyakorlat: Ha egy orvostechnikai eszköz társaság 20–63 μm -es port használ az ortopédiai implantátumok kinyomtatására, akkor a por -terjedési hatékonyság 20% ​​-kal növekszik, de az alkatrészek 10% -át felületre kell vágni, hogy megszabaduljon a helyi kiemelkedésektől. A 15–53 μm -es por használatakor viszont a por -terjedési sebességet 15%-kal kell lelassítani, de "egy - időtartam" elvégezhető extra feldolgozás nélkül.
2. Stratégia a részecskeméretek eloszlásának optimalizálására
A bimodális részecskeméret eloszlásának felhasználásával, például a 15 μm -es finom por és a 45 μm -es durva por keverése, a por sokkal jobb terjedését eredményezheti. A finom por kitölti a durva porok közötti tereket, így a porágy 12% -kal sűrűbb, de mégis lehetővé teszi, hogy jól áramoljon. Így készíti az Airbus Group a motor üzemanyagcsöveit. Ez növeli a porágy sűrűségét 58% -ról 65% -ra, és csökkenti az olvadt medence sokat süllyedésének problémáját.
2, A részecskeméret mély hatása a termikus vezetőképesség hatékonyságára
1.A lézerelnyelés és a termikus diffúzió közötti konfliktus
Az 53–105 μm -es porokkal összehasonlítva a kis részecskeméretű (15–45 μm) porok nagyobb specifikus felületük van, és 18% -kal több lézerfényt abszorbeálnak. De a túl finom porok (<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. A részecskék méretének beállítása az elektronnyaláb -technológiához
A 45–105 μm -es durva por használata töltés -felhalmozódást generálhat, ami nyomtatási problémákhoz vezethet. Az elektronnyaláb szelektív olvadás (EBM) technológia segíthet ebben. A GE Aviation ezt a részecskeméret -tartományt használja a motoros turbina pengék előállításához. Ez felgyorsítja a nyomtatást 800 cm3/h -re, ami háromszor gyorsabb, mint az SLM technológia, miközben a sűrűség 99,9%-ot tart.
3, A mikroszerkezet és a mechanikai tulajdonságok közötti kapcsolat
1. A szemek méretének ellenőrzése
A porrészecskék mérete közvetlenül befolyásolja, hogy az olvadékmedence milyen gyorsan lehűl, ami viszont meghatározza a szemek méretét. Az Airbus Group tesztelése azt mutatta, hogy a 15–53 μm -es porral nyomtatott 316l rozsdamentes acél alkatrészek átlagos szemcsemérete 15 μm. A 20–63 μm -es porral nyomtatott alkatrészek átlagos szemcsemérete 28 μm. A hőmérsékleti ciklusos teszt -50 és 150 fok között azt mutatta, hogy a kis részecskeméret -alkatrészek kevesebb, mint 1 × 10 ⁻⁸ pa · m ³/s, de a nagy részecskeméret -alkatrészek egy kicsit kiszivárogtak 200 ciklus után.
2. A maradék feszültség eloszlása ​​A finom pornyomású alkatrészek 30% -kal több maradék feszültséget mutatnak, mert gyorsabban lehűlnek. A Siemens Energy 53–105 μm -es durva port alkalmaz a gázturbina égési kamrák előállításához. Emellett 650 fokos stressz -enyhítést használnak, hogy a maradék feszültséget 180 MPa -ról 60 MPa -ra csökkentsék, miközben a sűrűség 99,5%-ot tart.
4, Mátrix a részecskeméret megválasztásához az iparágban
1. Az űrrepülés mezője
Alkatrészek a motor forró végén: A legfontosabbnak kell lennie a 15–45 μm -es por kiválasztásának. A NASA 30 μm-es medián részecskeméretű port használ a GRCOP-42 rézötvözet égési kamra bélés előállításához. Ez 410W/(m · k) hővezetőképességet és 420 mPa szakítószilárdságot eredményez számukra.
Azok a részek, amelyek tartják a szerkezetet: 45 - 105 μm por, mint például a GE Aviation nyomtatása Ti-6AL-4V pengék, és az elektronnyaláb-beállítások finomhangolása 85%-os fáradtsági élettartamot biztosíthat.
2. Az orvostechnikai eszközök mezője
Ortopédiai implantátumok: A 15-53 μm-es por normává válik. Például a Johnson & Johnson Depuy szintézisek nyomtatott kobalt króm ötvözet acetabuláris csészékkel, Ra felületi érdességgel<0.8 μ m. To do this, they utilised 25 μ m fine powder. This lowered the danger of bone resorption.
Személyre szabott stent: 5-25 μm-es ultrafinompor, mint például az EOS nyomtatási NITI-forma-ötvözet érrendszeri stent használata, a porozitást 80% -ra, az elasztikus modulust pedig 30 gPa-ra szabályozhatjuk.
3. A penészkészítés mezője
A hűtőformát követő forma: 53–105 μm -es por használata, mivel a DMG MORI nyomtatása H13 szerszám acélformák, minden darab költségét 0,8 jüannal megtakaríthatja, és azt az időt, amely a penész 40%-os előállításához szükséges.
Magas hővezető képességgel rendelkező penész: Ha a BASF 15–45 μm -es rézötvözet porral nyomtat CucrzR penészeket, akkor hővezető képességük 320 W/(M · K), amely ötször magasabb, mint az acélformáké.