Vyžadují kovové tiskové materiály ukládání vakua?

一, materiálové vlastnosti: Materiál se musí vypořádat s oxidací i absorpcí vlhkosti.
Existují dvě hlavní věci, které musí skladovací prostředí pro kovové tiskové materiály udělat: zabránit oxidační procesy a regulovat množství vlhkosti ve vzduchu. Tyto dvě věci přímo ovlivňují to, jak stabilní a přizpůsobivý je materiál chemicky.
1. Škodlivé účinky oxidačních reakcí
Když kovový prášek přijde do kontaktu se vzduchem, na povrchu se velmi rychle vytvoří oxidová vrstva. Například prášek z slitiny titanu se kombinuje s kyslíkem při normální teplotě, aby se Tio ₂. Při vysokých teplotách, jak je vyšší 650 stupňů v procesu tání elektronového paprsku, se rychlost oxidace hodně zvyšuje. Když dojde k oxidové vrstvě, mohou se stát tři hlavní potíže:
Menší plynulost: Agregace oxidovaných částic ztěžuje distribuci velikosti částic v prášku, což ztěžuje rovnoměrnou rozptýlení prášku. 3D tiskový podnik provedl experiment, který prokázal, že po 72 hodinách expozice vzduchu se změna tloušťky vrstvy titanové slitiny z titanu z ± 10 μm na ± 35 μm. Díky tomu byl povrch tištěných objektů o 40% drsnější.
Více vad tání: Oxidová vrstva se rozpadne, když je zasažena laserem nebo elektronovým paprskem, který generuje plynové a pórové nedostatky. Při tisku leteckého motoru je prášek oxidu titanu 2,3krát poréznější než prášek udržovaný ve vakuu a jeho únavová životnost je snížena o 60%.
Degradace výkonu materiálu: Oxidová vrstva ovlivňuje způsob uspořádání kovových krystalů, což je kov méně silnými. Pevnost v tahu 316 l nerezové oceli klesla z 680 MPA na 520 mPa po oxidaci, zatímco míra prodloužení klesla ze 45% na 28%.
2. Možnost absorpce vlhkosti v řetězcích
Kovové prášky jsou velmi dobré při nasávání vlhkosti ze vzduchu, protože mají porézní strukturu. Například slitiny založené na hliníku - mohou být drženy na místě s 60%relativní vlhkostí po dobu 24 hodin a obsah vlhkosti může dosáhnout 0,15%, což je mnohem vyšší než bezpečnostní standard procesu 0,05%. Z absorpce vlhkosti pocházejí tři významná nebezpečí:
Možnost spontánního spalování: Když se mokrý prášek otírá o něčem nebo je vystaven statickému náboji, může se zapálit sám. V roce 2023 došlo k explozi prášku z titanové slitiny v 3D tiskovém podnikání v Německu. Šetření zjistilo, že prášek z nehody měl procento vlhkosti 0,22%, což je mnohem vyšší než to, co je bezpečné.
Není to stabilní proces: Laser se okamžitě odpařuje voda, což způsobuje roztavenou bazénu. Určité záznamy dodavatele automobilových dílů ukazují, že když byl pro tisk použit vlhkost - absorbujícího prášek, počet rozštěpovacích vad se zvýšil z 0,3% na 2,7% a rychlost šrotu vzrostla 8krát.
Fenomén vodíku: Když se voda rozpadne, uvolňuje atomy vodíku, které se dostanou do kovové mřížky a způsobí, že je méně robustní. Při tisku leteckých upevňovacích prvků se zlomenina vlhkosti - absorbujících práškových částí klesly z 45MPa · m ¹/² na 28MPa · m ¹/², což není dostatečně silné, aby prošel testy ovzduší.
2, Procesní riziko: plná kontrola řetězce od úložiště po tisk
Způsob, jakým se ukládají kovové tiskové zásoby, má přímý dopad na to, jak bezpečné a stabilní budou další kroky. Vytvořením omezeného prostoru ovládá technologie Hoover Storage tři klíčová rizika:
1. Control Bezpečnostní kontrola, která nedovolí dojít k explozi
Kovový prášek je typ hořlavého prachu a jeho nižší výbušný limit (LEL) úzce souvisí s velikostí částic a množstvím kyslíku ve vzduchu. Například titanový prášek z slitiny titanu má nižší LEL pouze 20 g/m³ než hliníkový prášek, který má vyšší LEL 60 g/m³. Následující způsoby, jak Hoover Storage snižuje riziko exploze:
Naplňte vakuum dusíkem nebo argonovým plynem, abyste udrželi hladinu kyslíku pod 0,5%. Tomu se nazývá inertní ochrana plynu. Vojenská společnost provedla experiment, který prokázal, že když hladina kyslíku klesla z 21% na 0,5%, tlak explozního prášku z titanu klesl z 0,8 MPa na 0,02 MPa a bezpečnostní faktor vzrostl o 40krát.
Konstrukce statického eliminace: Vnitřek úložné skříně vakua je pokryt statickým materiálem Anti -, který má odpor menší než 10 cm. To zabrání statické jiskrám, když se prášek otře o stěny.
Řízení teploty: Vakuová atmosféra zpomaluje tepelnou konvekci a v kombinaci s chladicím systémem polovodiče udržuje teplotu skladování mezi 15 a 25 stupni Celsia. Tím se zabrání vysokým teplotám v zrychlení oxidačních reakcí.
2. stabilita parametrů procesu
Kovový tisk je docela citlivý na to, jak dobře prášek funguje, a vakuové skladování může udržovat následující důležité ukazatele:
Distribuce velikosti částic: Vakuová atmosféra udržuje velikost částic D50 stabilní a zabrání se shlukování prášku dohromady. Medical Implantant Business říká, že standardní odchylka velikosti částic pro prášky udržované ve vakuu kleslo z 0,8 μm na 0,3 μm. Standardní změna porozity pro tištěné stenty klesla z 1,2% na 0,5%.
Volná hustota: Rozsah fluktuace pro uvolněnou hustotu vakua - Uložený prášek byl vyříznut na polovinu, z ± 0,05 g/cm ³ do ± 0,01 g/cm ³. To zajišťuje, že tloušťka prášku je po celou dobu stejná.
Likvidita: Když je vlhkost ve vzduchu udržována pod 5% RH, úhel odpočinku vakua - uložené prášky jde od 45 stupňů na 32 stupňů, což z nich činí o 40% více tekutin.
3, průmyslová aplikace: Silná poptávka ve vysokém - sektoru koncového výroby
Ve vysokých - koncových oblastech včetně leteckého, lékařského implantátu a jaderné energie se ukládání vakua stalo konvenčním způsobem, jak ukládat kovové tiskové přísady.
1. Pole Aerospace
Při tisku palivových trysek pro motory GE Leap Eps se k dosažení tří velkých pokroků používá prášek z kobaltového chromu ve vakuu ve vakuu:
Delší životnost: Tryska pro tisk prášku na vysazení prošla 10 000 testováním tepelného cyklu a vydrží třikrát déle než běžné odlitky.
Vylepšená účinnost: Porozita se zvýšila z 0,8%na 0,2%a palivová účinnost vzrostla o 15%.
Úspora nákladů: Míra využití prášku se zvýšila ze 75%na 92%a náklady na jeden kus klesly o 28%.
2. téma lékařských implantátů
V terapeutickém použití 3D tištěných porézních titanových slitin interbody fúzních zařízení, technologie vakuového úložiště řeší dva velké problémy:
Biokompatibilita: Uložený prášek vakuum - má méně než 0,05% nečistot (O, N, H), který splňuje standard ISO 13782.
Účinek na tvorbu kostí: Rychlost růstu kostí za tři měsíce vzrostla o 60% ve srovnání s práškem, který nebyl držen ve vakuu, a míra přežití po dobu pěti let vzrostla z 85% na 97%.
3. pole jaderné energie
Při výrobě destiček s průtokovým kanálem pro jaderné reaktory se prášek tantalu uchovává ve vakuu následující: Odolává korozi: ve vysokém - teplotním parním prostředí při 560 stupňů klesá rychlost koroze z 0,02 mm/rok na 0,005 mm/rok.
Absorpční výkon neutronů: Množství BORONU zůstává stabilní na 1,2%hmotn., Což je bezpečné pro jaderné použití.