Jak ovlivňuje tvar částice kovového prášku tiskový efekt?

一, typy částic kovového prášku a jak se tvoří
Tvar částic kovového prášku je většinou ovlivněn tím, jak jsou vyrobeny. Některé časté tvary jsou sférické, téměř sférické, polygonální, porézní houba a dendritická.
Sférická nebo téměř sférická: atomizace plynu (GA) a atomizace elektrody v plazmě (PREP) způsobily, že částice byly hladké a poskytly jim sféricitu více než 98%. Sférický prášek má nejmenší povrchovou energii, takže se při tisku nelepí tak snadno, což je největší pro proudění.
Polygon/nepravidelný: Vyrobeno rozbití vody nebo pomocí mechanického přístupu s ostrými hranami a drsným povrchem. Tento druh prášku neprotéká moc dobře, ale jeho hromadná hustota může být lepší než hustota sférického prášku, protože částice se pečlivěji zapadají dohromady.
Prášek, který pochází ze satelitů a prášku, který je dutý: Během aerosolizace se kapičky, které jsou sraženy pouze polovině, se srazí za vzniku „satelitního prášku“, který se skládá z malých částic, které se drží na povrchu větších částic. „Dutý prášek“ je tvořen plynem, který je uvězněn uvnitř kapičky a úplně neopouští. Tyto dva problémy budou mnohem těžší, aby prášek proudil a tiskl.
2, hlavní způsob, jak forma částic ovlivňuje techniku ​​tisku
1. Schopnost rovnoměrně šířit prášek a množství tekutiny
Klíčem k zajištění toho, aby tloušťka práškové vrstvy byla dokonce zajistit, aby prášek dobře protékal. Sférické prášky mají hladký povrch a malé tření mezi částicemi. Úhel odpočinku (míra plynulosti) může být až 25 stupňů nebo méně. Polygonální prášky, na druhé straně, mohou mít úhel odpočinku více než 40 stupňů. Testy ukázaly, že při použití zařízení SLM se sférickým titanovým práškem (TI6AL4V) lze standardní odchylku tloušťky práškové vrstvy udržovat v rozmezí ± 2 μm. Při použití polygonálního prášku však může být chyba prášku až ± 8 μm, což činí drsnost povrchu (hodnota RA) tištěné části o 40% vyšší.
2. stabilita a zhušťování taveniny
Forma částic ovlivňuje hustotu tištěných předmětů změnou způsobu pohybu taveniny. Když je sférický prášek roztaven laserem, povrchové napětí kapalného kovu je stejné po celém světě a vytváří hladký, kontinuální roztavený bazén, který snižuje porozitu a praskliny. Například objekty potištěné SLM vyrobené ze sférického prášku mohou mít hustotu 99,9%, když jsou vyrobeny z slitiny založené na založené na Inconel 718 nikl -. Na druhé straně polygonální prášek má velkou kontaktní plochu mezi částicemi, což usnadňuje „sféroidizaci“, když se kov roztaví a zmenší se do koule, aby se snížil povrchovou energii. To snižuje hustotu pod 98,5%.
3. Síla mezivrstvého lepení a zbytkového stresu
Nepravidelné částice mohou vytvářet mechanické vzájemné struktury, když se rozprostírá prášek, což by mělo teoreticky zvýšit přilnavost mezivrstvy. Ostré hrany polygonálních prášků však mohou způsobit nahromadění napětí během tání, což způsobuje, že zbytkové napětí uvnitř potištěné položky stoupá. Studie naznačují, že tištěné složky vyrobené z polygonálního prášku z nerezové oceli 316L mají zbytkový napětí o 25% více než sférický prášek, což je způsobuje náchylnější k deformaci a zlomenině během následného tepelného zpracování.
4. Recyklační prášek a úspora peněz
Sférický prášek proudí hladce a lze jej používat více než 10krát, aniž by ztratil více než 5% svého výkonu, což je dobré pro velkou produkci -. Polyangulární prášky mají tendenci vyrábět jemný prášek, když se částice rozbijí při opakovaném použití, což zhoršuje tekutelnost. Například, když určitý výrobce leteckých dílů používá polygonální prášek, musí pro každou dávku tisku prověřit dalších 15% odpadního prášku. Když používají sférický prášek, je rychlost odpadního prášku menší než 5%.
3, případy běžného použití a testy výkonu
1. Aerospace Field: Vytváření čepelí turbíny
GE Aviation employed spherical TC4 titanium alloy powder (sphericity>99%) provedené pomocí přípravného procesu k tisku SLM lopatky turbíny pro motor Leap. To způsobilo, že čepel je hladší (od RA 10 μm do RA 3 μm) a učinil je dvakrát tak dlouho, než typické kované části. Polygonální prášek vytvořený přístupem na atomizaci vody, na druhé straně, se příliš brzy zhroutil na testech s vysokým -, protože prášek se rozptýlil nerovnoměrně a ponechával mezery s průměrem více než 50 μm uvnitř listů.
2. Lékařské implantáty: kyčelní kloub byl vyroben právě pro vás
Potiskovaný hip kloubový šálek Johnson & Johnson's 3D - je vyroben ze sférického kookrického slitiny, který má nízký koeficient tření (0,15) a konzistentní tkáňovou strukturu. Díky tomu je připojení mezi implantátem a kostní tkáň o 30% silnější. Ale protože jsou na vnější straně drsní, je pravděpodobnější, že polygonální částice způsobí zánět a mají klinickou opravu, která je o 15% větší než rychlost sférických prášků.
3. Vytváření forem: Konformní chladicí kanál
Při tisku SLM plísní oceli (H13) může sférický prášek dělat věci s velkou přesností a průměrem kanálu nejméně 0,8 mm, což zefektivňuje chlazení o 40%. Protože polygonální prášky neprotékají dobře, mohou ucpat systém napájení prášku při tisku komplexních průtokových kanálů, což snižuje rychlost výnosu na méně než 60%.