Bagaimana bentuk partikel bubuk logam mempengaruhi efek pencetakan?

一, jenis bentuk partikel bubuk logam dan bagaimana mereka terbentuk
Bentuk partikel bubuk logam sebagian besar dipengaruhi oleh bagaimana mereka dibuat. Beberapa bentuk yang sering bersifat bulat, hampir bulat, poligonal, spons berpori, dan dendritik.
Bulat atau hampir bulat: atomisasi gas (GA) dan atomisasi elektroda berputar plasma (PrEP) membuat partikel halus dan memberi mereka kebulatan lebih dari 98%. Serbuk bulat memiliki energi permukaan paling sedikit, sehingga tidak menyatu dengan mudah saat mencetak, yang menjadikannya yang terbesar untuk aliran.
Poligon/tidak teratur: Dibuat dengan memecah air atau menggunakan pendekatan mekanis, dengan tepi tajam dan permukaan kasar. Jenis bubuk ini tidak mengalir dengan baik, tetapi kepadatan curahnya mungkin lebih baik daripada bubuk bola karena partikel -partikel tersebut cocok dengan lebih erat.
Bubuk yang berasal dari satelit dan bubuk yang berlubang: selama aerosolisasi, tetesan yang hanya setengah terbentuk bertabrakan untuk menghasilkan "bubuk satelit," yang terdiri dari partikel -partikel kecil yang menempel pada permukaan partikel yang lebih besar. "Hollow Powder" terdiri dari gas yang terperangkap di dalam tetesan dan tidak sepenuhnya pergi. Dua masalah ini akan membuat bubuk itu jauh lebih sulit untuk mengalir dan dicetak.
2, cara utama bentuk partikel mempengaruhi teknik pencetakan
1. Kemampuan untuk menyebarkan bubuk secara merata dan jumlah cairan di dalamnya
Kunci untuk memastikan bahwa ketebalan lapisan bubuk adalah bahkan untuk memastikan bahwa bubuk mengalir dengan baik. Bubuk bola memiliki permukaan yang halus dan sedikit gesekan antara partikel. Sudut istirahat (ukuran fluiditas) dapat serendah 25 derajat atau kurang. Bubuk poligonal, di sisi lain, dapat memiliki sudut istirahat lebih dari 40 derajat. Tes telah menunjukkan bahwa ketika menggunakan peralatan SLM dengan bubuk paduan titanium bola (Ti6Al4V), standar deviasi ketebalan lapisan bubuk dapat dijaga tetap dalam ± 2 μ m. Namun, saat menggunakan bubuk poligonal, kesalahan bubuk dapat setinggi ± 8 μ m, yang membuat kekasaran permukaan (nilai RA) dari bagian yang dicetak 40% lebih tinggi.
2. Stabilitas dan kepadatan kolam melt
Bentuk partikel mempengaruhi kepadatan item yang dicetak dengan mengubah cara bergerak kolam yang meleleh. Ketika bubuk bola dilelehkan dengan laser, tegangan permukaan logam cair sama di seluruh, menciptakan kolam leleh yang halus dan kontinu yang mengurangi porositas dan retak. Misalnya, objek cetak SLM yang dibuat dengan bubuk bola dapat memiliki kepadatan 99,9% ketika dibuat dengan Inconel 718 Nickel - paduan berbasis. Bubuk poligonal, di sisi lain, memiliki area kontak yang besar di antara partikel, yang memudahkan "spheroidisation" terjadi ketika logam meleleh dan menyusut menjadi bola untuk menurunkan energi permukaan. Ini menurunkan kepadatan di bawah 98,5%.
3. Kekuatan ikatan interlayer dan stres residual
Partikel yang tidak teratur dapat menghasilkan struktur interlocking mekanis ketika bubuk tersebar, yang seharusnya membuat adhesi interlayer lebih kuat secara teori. Tetapi tepi tajam bubuk poligonal dapat menyebabkan stres menumpuk selama peleburan, yang membuat sisa tekanan di dalam item yang dicetak naik. Studi menunjukkan bahwa komponen cetak yang dibuat dari bubuk stainless steel poligonal 316L memiliki tegangan residu 25% lebih banyak daripada bubuk bola, menjadikannya lebih rentan terhadap deformasi dan fraktur selama perlakuan panas berikutnya.
4. Bedak Daur Ulang dan Menghemat Uang
Serbuk bulat mengalir dengan lancar dan dapat digunakan lebih dari 10 kali tanpa kehilangan lebih dari 5% dari kinerjanya, yang membuatnya baik untuk produksi skala besar - besar. Bubuk polyangular cenderung membuat bubuk halus ketika partikel pecah pada penggunaan berulang, yang membuat flowability semakin buruk. Misalnya, ketika pembuat bagian penerbangan tertentu menggunakan bubuk poligonal, mereka harus menyaring 15% bubuk limbah tambahan untuk setiap batch pencetakan. Ketika mereka menggunakan bubuk bola, laju bubuk limbah kurang dari 5%.
3, kasus penggunaan umum dan tes kinerja
1. Lapangan Aerospace: Membuat Pisau Turbin
GE Aviation employed spherical TC4 titanium alloy powder (sphericity>99%) Dibuat menggunakan proses persiapan untuk mencetak bilah turbin untuk mesin lompatan. Ini membuat permukaan blade lebih halus (dari RA 10 μ m ke RA 3 μ m) dan membuatnya bertahan dua kali lebih panjang dari bagian -bagian yang ditempa. Bubuk poligonal yang dibuat oleh pendekatan atomisasi air, di sisi lain, rusak terlalu cepat dalam uji suhu - tinggi karena bubuk tersebar tidak merata, meninggalkan celah dengan diameter lebih dari 50 μ m di dalam daun.
2. Implan medis: Sendi pinggul dibuat hanya untuk Anda
Johnson & Johnson's 3D - cangkir hip cetak terbuat dari bubuk paduan cocrmo bulat, yang memiliki koefisien gesekan rendah (0,15) dan struktur jaringan yang konsisten. Ini membuat keterikatan antara implan dan jaringan tulang 30% lebih kuat. Tetapi karena mereka kasar di luar, partikel poligonal lebih mungkin menyebabkan peradangan dan memiliki tingkat perbaikan klinis yang 15% lebih besar dari bubuk bola.
3. Membuat Cetakan: Saluran Pendinginan Konformal
Dalam SLM Pencetakan baja cetakan (H13), bubuk bulat dapat membuat sesuatu dengan akurasi besar dan diameter saluran setidaknya 0,8mm, yang membuat pendinginan 40% lebih efisien. Karena bubuk poligonal tidak mengalir dengan baik, mereka dapat menyumbat sistem suplai bubuk saat mencetak saluran aliran yang kompleks, yang menurunkan laju hasil menjadi kurang dari 60%.