Ni uzas kuketojn por plibonigi vian sperton.Daŭrigante foliumi ĉi tiun retejon, vi konsentas pri nia uzo de kuketoj.Kromaj Informoj.
Aldona fabrikado (AM) implikas krei tridimensiajn objektojn, unu ultra-maldika tavolo samtempe, farante ĝin pli multekosta ol tradicia maŝinado.Tamen, nur malgranda parto de la pulvoro deponita dum la kunigprocezo estas lutita en la komponenton.La resto tiam ne fandiĝas, do ĝi povas esti reuzita.En kontrasto, se la objekto estas kreita klasike, materiala forigo per muelado kaj maŝinado estas kutime postulata.
La karakterizaĵoj de la pulvoro determinas la parametrojn de la maŝino kaj devas esti konsiderataj unue.La kosto de AM estus malekonomia pro tio, ke la nefandita pulvoro estas poluita kaj ne reciklebla.Damaĝo al pulvoroj rezultigas du fenomenojn: kemia modifo de la produkto kaj ŝanĝoj en mekanikaj propraĵoj kiel ekzemple morfologio kaj partikla grandeco distribuo.
En la unua kazo, la ĉefa tasko estas krei solidajn strukturojn enhavantajn purajn alojojn, do ni devas eviti poluadon de la pulvoro, ekzemple, per oksidoj aŭ nitruroj.En ĉi-lasta kazo, ĉi tiuj parametroj estas asociitaj kun flueco kaj disvastigebleco.Sekve, ajna ŝanĝo en la propraĵoj de la pulvoro povas konduki al neunuforma distribuado de la produkto.
Datumoj de lastatempaj publikaĵoj indikas, ke klasikaj flumezuriloj ne povas provizi taŭgajn informojn pri pulvora fluebleco en la produktado de pulvoraj aldonaĵoj.Koncerne la karakterizadon de krudmaterialoj (aŭ pulvoroj), ekzistas pluraj taŭgaj mezurmetodoj sur la merkato, kiuj povas kontentigi ĉi tiun postulon.La streĉa stato kaj la pulvorflua kampo devas esti la samaj en la mezurĉelo kaj en la procezo.La ĉeesto de kunpremaj ŝarĝoj estas malkongrua kun la libera surfacfluo uzita en AM-aparatoj en tondĉeltestiloj kaj klasikaj reometroj.
GranuTools evoluigis laborfluojn por pulvora karakterizado en aldonaĵa fabrikado.Nia ĉefa celo estis havi unu ilon per geometrio por preciza proceza modelado, kaj ĉi tiu laborfluo estis uzata por kompreni kaj spuri la evoluon de pulvora kvalito super multoblaj presaj enirpermesiloj.Pluraj normaj aluminialojoj (AlSi10Mg) estis selektitaj por malsamaj tempodaŭroj ĉe malsamaj termikaj ŝarĝoj (de 100 ĝis 200 °C).
Termika degenero povas esti kontrolita analizante la kapablon de la pulvoro stoki pagendaĵon.La pulvoroj estis analizitaj por fluebleco (GranuDrum-instrumento), paka kinetiko (GranuPack-instrumento) kaj elektrostatika konduto (GranuCharge-instrumento).Kohezio- kaj pakaj kinetikmezuradoj estas haveblaj por la sekvaj pulvormasoj.
Pulvoroj, kiuj disvastiĝas facile, spertos malaltan koheran indicon, dum pulvoroj kun rapida pleniga dinamiko produktos mekanikajn partojn kun malpli da poreco kompare al produktoj pli malfacile pleneblaj.
Tri aluminialojaj pulvoroj (AlSi10Mg) stokitaj en nia laboratorio dum pluraj monatoj, kun malsamaj partiklaj distribuoj, kaj unu 316L neoksidebla ŝtalo specimeno, nomata ĉi tie kiel specimenoj A, B kaj C, estis elektitaj.La karakterizaĵoj de la specimenoj povas diferenci de aliaj.fabrikistoj.Specimena partiklogranda distribuo estis mezurita per lasera difrakta analizo/ISO 13320.
Ĉar ili kontrolas la parametrojn de la maŝino, la propraĵoj de la pulvoro devas esti konsiderataj unue, kaj se ni konsideras, ke la nefandita pulvoro estas poluita kaj nereciklebla, la kosto de aldonaĵa fabrikado ne estos tiel ekonomia kiel ni ŝatus.Tial, tri parametroj estos esploritaj: pulvorfluo, paka kinetiko kaj elektrostatiko.
Disvastigebleco rilatas al la unuformeco kaj "glateco" de la pulvortavolo post la rekovranta operacio.Ĉi tio estas tre grava ĉar glataj surfacoj estas pli facile prineblaj kaj povas esti ekzamenitaj per la ilo GranuDrum kun mezurado de adherindeksoj.
Ĉar poroj estas malfortaj punktoj en materialo, ili povas konduki al fendoj.Paka dinamiko estas la dua kritika parametro ĉar rapidaj pakaj pulvoroj havas malaltan porecon.Ĉi tiu konduto estis mezurita per GranuPack kun valoro de n1/2.
La ĉeesto de elektra ŝargo en la pulvoro kreas koheziajn fortojn, kiuj kondukas al la formado de aglomeraĵoj.GranuCharge mezuras la kapablon de pulvoro generi elektrostatikan ŝargon sur kontakto kun elektita materialo dum fluo.
Dum prilaborado, GranuCharge povas antaŭdiri flumalboniĝon, kiel ekzemple tavolformado en AM.Tiel, la akiritaj mezuradoj estas tre sentemaj al la stato de la grensurfaco (oksidado, poluado kaj malglateco).La maljuniĝo de la reakirita pulvoro tiam povas esti precize kvantigita (±0.5 nC).
La GranuDrum baziĝas sur la principo de turnanta tamburo kaj estas programita metodo por mezuri la flueblecon de pulvoro.Horizontala cilindro kun travideblaj flankmuroj enhavas duonon de la pulvorprovaĵo.La tamburo rotacias ĉirkaŭ sia akso kun angulrapideco de 2 ĝis 60 rpm, kaj la CCD-fotilo prenas bildojn (de 30 ĝis 100 bildoj je 1 sekundaj intervaloj).La aero/pulvora interfaco estas identigita sur ĉiu bildo uzante randan detektalgoritmon.
Kalkulu la averaĝan pozicion de la interfaco kaj la osciladojn ĉirkaŭ ĉi tiu averaĝa pozicio.Por ĉiu rotacia rapideco, la fluangulo (aŭ "dinamika angulo de ripozo") αf estas kalkulita de la averaĝa interfacpozicio, kaj la dinamika adherindekso σf, kiu rilatas al interpartikla ligado, estas analizita de interfacfluktuoj.
La fluangulo estas influita de kelkaj parametroj: frotado inter partikloj, formo kaj kohezio (van der Waals, elektrostatika kaj kapilaraj fortoj).Koheziaj pulvoroj rezultigas intermitan fluon, dum ne-koheziaj pulvoroj rezultigas regulan fluon.Pli malgrandaj valoroj de la fluangulo αf respondas al bonaj fluaj trajtoj.Dinamika adhera indekso proksima al nulo respondas al nekohezia pulvoro, tial, kiam la adhero de la pulvoro pliiĝas, la adhera indekso pliiĝas laŭe.
GranuDrum permesas mezuri la angulon de la unua lavango kaj aerigon de la pulvoro dum la fluo, kaj ankaŭ mezuri la adheran indicon σf kaj la fluan angulon αf depende de la rotacia rapideco.
GranuPack-granda denseco, frapeta denseco kaj Hausner-proporciomezuradoj (ankaŭ nomitaj "tuŝtestoj") estas tre popularaj en pulvorkarakterizado pro la facileco kaj rapideco de mezurado.La denseco de la pulvoro kaj la kapablo pliigi ĝian densecon estas gravaj parametroj dum stokado, transportado, aglomerado, ktp. La rekomendita proceduro estas priskribita en la Farmakopeo.
Ĉi tiu simpla testo havas tri gravajn malavantaĝojn.La mezuradoj dependas de operaciisto kaj la pleniga metodo influas la komencan pulvoran volumon.Vidaj mezuradoj de volumeno povas konduki al gravaj eraroj en la rezultoj.Pro la simpleco de la eksperimento, ni neglektis la kompaktan dinamikon inter la komencaj kaj finaj dimensioj.
La konduto de la pulvoro nutrita en la kontinuan ellasejon estis analizita per aŭtomata ekipaĵo.Precize mezuru la Hausner-koeficienton Hr, komencan densecon ρ(0) kaj finan densecon ρ(n) post n klakoj.
La nombro da frapetoj estas kutime fiksita ĉe n=500.La GranuPack estas aŭtomata kaj altnivela frapeta denseco-mezurado bazita sur la plej nova dinamika esplorado.
Aliaj indeksoj povas esti uzataj, sed ili ne estas listigitaj ĉi tie.La pulvoro estas metita en metalajn tubojn kaj trapasas rigoran aŭtomatan inicialigprocezon.La eksterpolado de la dinamika parametro n1/2 kaj la maksimuma denseco ρ(∞) estas prenita de la kompakta kurbo.
Malpeza kava cilindro sidas supre de la pulvora lito por konservi la pulvoran/aerinterfacon nivelon dum kompaktado.La tubo enhavanta la pulvorprovaĵon altiĝas al fiksa alteco ∆Z kaj poste falas libere al alteco, kutime fiksita je ∆Z = 1 mm aŭ ∆Z = 3 mm, mezurita aŭtomate post ĉiu trafo.Laŭ alteco, vi povas kalkuli la volumon V de la amaso.
Denso estas la rilatumo de la maso m al la volumeno V de la pulvortavolo.La pulvora maso m estas konata, la denseco ρ estas aplikata post ĉiu liberigo.
La Hausner-koeficiento Hr rilatas al la kompaktrapideco kaj estas analizita per la ekvacio Hr = ρ(500) / ρ(0), kie ρ(0) estas la komenca pogranda denseco kaj ρ(500) estas la kalkulita krandenseco post 500. frapetoj.Rezultoj estas reprodukteblaj kun malgranda kvanto da pulvoro (kutime 35 ml) uzante la GranuPack-metodon.
La propraĵoj de la pulvoro kaj la naturo de la materialo, el kiu la aparato estas farita, estas ŝlosilaj parametroj.Dum la fluo, elektrostatikaj ŝargoj estas generitaj ene de la pulvoro, kaj tiuj ŝargoj estas kaŭzitaj de la triboelektra efiko, la interŝanĝo de ŝargoj kiam du solidoj kontaktas.
Kiam la pulvoro fluas ene de la aparato, triboelektraj efikoj okazas ĉe la kontakto inter la partikloj kaj ĉe la kontakto inter la partiklo kaj la aparato.
Post kontakto kun la elektita materialo, la GranuCharge aŭtomate mezuras la kvanton de elektrostatika ŝargo generita ene de la pulvoro dum fluo.Provaĵo de la pulvoro fluas en vibra V-tubo kaj falas en Faraday-tason ligitan al elektrometro kiu mezuras la ŝargon kiun la pulvoro akiras kiam ĝi moviĝas tra la V-tubo.Por reprodukteblaj rezultoj, nutru la V-tubon ofte per turnanta aŭ vibra aparato.
La triboelektra efiko igas unu objekton akiri elektronojn sur ĝia surfaco kaj tiel esti negative ŝargita, dum alia objekto perdas elektronojn kaj tial estas pozitive ŝargita.Iuj materialoj gajnas elektronojn pli facile ol aliaj, kaj simile, aliaj materialoj perdas elektronojn pli facile.
Kiu materialo iĝas negativa kaj kiu iĝas pozitiva dependas de la relativa tendenco de la materialoj engaĝitaj por gajni aŭ perdi elektronojn.Por reprezenti ĉi tiujn tendencojn, la triboelektra serio montrita en Tabelo 1 estis evoluigita.Materialoj kiuj tendencas esti pozitive ŝargitaj kaj aliaj kiuj tendencas esti negative ŝargitaj estas listigitaj, dum materialoj kiuj ne elmontras kondutismajn tendencojn estas listigitaj en la mezo de la tabelo.
Aliflanke, ĉi tiu tabelo nur provizas informojn pri la tendenco de materiala ŝarga konduto, do GranuCharge estis kreita por provizi precizajn valorojn por pulvora ŝargo konduto.
Pluraj eksperimentoj estis faritaj por analizi termika putriĝon.La specimenoj estis lasitaj je 200 °C dum unu ĝis du horoj.La pulvoro tuj estas analizita per GranuDrum (termika nomo).La pulvoro tiam estas metita en ujo ĝis ĝi atingas ĉirkaŭan temperaturon kaj tiam analizita uzante GranuDrum, GranuPack kaj GranuCharge (te "malvarma").
Krudaj specimenoj estis analizitaj uzante GranuPack, GranuDrum kaj GranuCharge ĉe la sama humideco/ĉambra temperaturo, t.e. relativa humideco 35.0 ± 1.5% kaj temperaturo 21.0 ± 1.0 °C.
La koherindekso kalkulas la flueblecon de pulvoro kaj korelacias kun ŝanĝoj en la pozicio de la interfaco (pulvoro/aero), kiuj reflektas nur tri kontaktofortojn (kamioneto der Waals, kapilara kaj elektrostatika).Antaŭ la eksperimento, registru la relativan humidecon (RH, %) kaj temperaturon (°C).Poste verŝu la pulvoron en la tamburujon kaj komencu la eksperimenton.
Ni konkludis, ke ĉi tiuj produktoj ne estis sentemaj al kukaĵo kiam oni konsideras tixotropikajn parametrojn.Interese, termika streso ŝanĝis la reologian konduton de la pulvoroj de specimenoj A kaj B de tonda dikiĝo al tonda maldikiĝo.Aliflanke, Specimenoj C kaj SS 316L ne estis tuŝitaj de temperaturo kaj montris nur tondan dikiĝon.Ĉiu pulvoro montris pli bonan disvastigeblecon (t.e. pli malaltan koheran indicon) post varmigado kaj malvarmigo.
La temperatura efiko ankaŭ dependas de la specifa surfacareo de la partikloj.Ju pli granda estas la varmokondukteco de la materialo, des pli granda la efiko al temperaturo (t.e. ???225°?=250?.?-1.?-1) kaj ?316?225°?=19?.?-1.?-1), ju pli malgrandaj la partikloj, des pli grava la efiko de temperaturo.Labori ĉe altaj temperaturoj estas bona elekto por pulvoroj de alojo de aluminio pro sia pliigita disvastigebleco, kaj malvarmigitaj specimenoj atingas eĉ pli bonan flueblecon kompare al puraj pulvoroj.
Por ĉiu GranuPack-eksperimento, la pezo de la pulvoro estis registrita antaŭ ĉiu eksperimento, kaj la specimeno estis submetita al 500 trafoj kun efikfrekvenco de 1 Hz kun libera falo de la mezurĉelo de 1 mm (efenergio ∝).Specimenoj estas distribuitaj en la mezurĉelojn laŭ softvarinstrukcioj sendependaj de la uzanto.La mezuradoj tiam estis ripetitaj dufoje por taksi reprodukteblecon kaj por ekzameni la meznombran kaj norman devion.
Post kiam la analizo GranuPack estas finita, komenca paka denseco (ρ(0)), fina paka denseco (sur pluraj klakoj, n = 500, t.e. ρ(500)), Hausner-proporcio/Carr-indekso (Hr/Cr) kaj du registritaj. parametroj (n1/2 kaj τ) rilataj al kompakta dinamiko.La optimuma denseco ρ(∞) ankaŭ estas montrita (vidu Apendicon 1).La suba tabelo reorganizas la eksperimentajn datumojn.
Figuroj 6 kaj 7 montras la ĝeneralajn kompaktajn kurbojn (granda denseco kontraŭ nombro da efikoj) kaj la n1/2/Hausner-parametroproporcio.Eraraj stangoj kalkulitaj per mezumoj estas montritaj sur ĉiu kurbo, kaj normaj devioj estis kalkulitaj de ripeteblotestoj.
La neoksidebla ŝtalo 316L-produkto estis la plej peza produkto (ρ(0) = 4.554 g/mL).Laŭ frapa denseco, SS 316L daŭre estas la plej peza pulvoro (ρ(n) = 5.044 g/mL), sekvita de Sample A (ρ(n) = 1.668 g/mL), sekvita de Sample B (ρ (n) = 1,668 g/ml) (n) = 1,645 g/ml).Specimeno C estis la plej malalta (ρ(n) = 1.581 g/mL).Laŭ la pogranda denseco de la komenca pulvoro, ni vidas, ke specimeno A estas la plej malpeza, kaj konsiderante la eraron (1,380 g / ml), specimenoj B kaj C havas proksimume la saman valoron.
Kiam la pulvoro estas varmigita, ĝia Hausner-proporcio malpliiĝas, kio okazas nur por specimenoj B, C kaj SS 316L.Por Specimeno A, ĉi tio ne povas esti farita pro la grandeco de la eraraj stangoj.Por n1/2, la parametrotendencoj estas pli malfacile identigeblaj.Por specimeno A kaj SS 316L, la valoro de n1/2 malpliiĝis post 2 h ĉe 200 °C, dum por pulvoroj B kaj C ĝi pliiĝis post termika ŝarĝo.
Vibra manĝilo estis uzita por ĉiu GranuCharge-eksperimento (vidu Figuro 8).Uzu tubon de neoksidebla ŝtalo 316L.Mezuradoj estis ripetitaj 3 fojojn por taksi reprodukteblecon.La pezo de la produkto uzata por ĉiu mezurado estis proksimume 40 ml kaj neniu pulvoro estis reakirita post mezurado.
Antaŭ la eksperimento, la pezo de la pulvoro (mp, g), relativa aerhumido (RH, %), kaj temperaturo (°C) estas registritaj.Komence de la testo, mezuru la ŝargan densecon de la primara pulvoro (q0 en µC/kg) enkondukante la pulvoron en la Faraday-tason.Fine, registru la mason de la pulvoro kaj kalkulu la finan ŝargan densecon (qf, µC/kg) kaj Δq (Δq = qf – q0) ĉe la fino de la eksperimento.
La krudaj datumoj de GranuCharge estas montritaj en Tabelo 2 kaj Figuro 9 (σ estas la norma devio kalkulita de la rezultoj de la reproduktebleco-testo), kaj la rezultoj estas prezentitaj kiel histogramoj (nur q0 kaj Δq estas montritaj).La SS 316L havis la plej malsupran komencan koston;ĉi tio povas esti pro la fakto, ke ĉi tiu produkto havas la plej altan PSD.Koncerne la komencan ŝargan kvanton de la primara aluminialoja pulvoro, neniuj konkludoj povas esti desegnitaj pro la grandeco de la eraroj.
Post kontakto kun tubo de neoksidebla ŝtalo 316L, specimeno A akiris la plej malgrandan kvanton da ŝargo kompare kun pulvoroj B kaj C, kio reliefigas similan tendencon, kiam SS 316L-pulvoro estas frotita per SS 316L, ŝarĝdenseco proksima al 0 estas trovita (vidu triboelektra). serio).Produkto B daŭre estas pli ŝargita ol A. Por specimeno C, la tendenco daŭras (pozitiva komenca ŝargo kaj fina ŝargo post elfluo), sed la nombro da ŝargoj pliiĝas post termika degenero.
Post 2 horoj da termika streso je 200 °C, la konduto de la pulvoro fariĝas sensacia.En specimenoj A kaj B, la komenca ŝargo malpliiĝas kaj la fina ŝargo ŝanĝiĝas de negativa al pozitiva.SS 316L-pulvoro havis la plej altan komencan ŝargon kaj ĝia ŝarga denseca ŝanĝo iĝis pozitiva sed restis malalta (te 0.033 nC/g).
Ni esploris la efikon de termika degradado sur la kombinita konduto de aluminia alojo (AlSi10Mg) kaj 316L neoksidebla ŝtalo pulvoroj dum analizado de la originalaj pulvoroj en ĉirkaŭa aero post 2 horoj je 200 ° C.
La uzo de pulvoroj ĉe alta temperaturo povas plibonigi la disvastigeblecon de la produkto, kaj ĉi tiu efiko ŝajnas esti pli grava por pulvoroj kun alta specifa surfacareo kaj materialoj kun alta varmokondukteco.GranuDrum estis uzata por taksi fluon, GranuPack estis uzata por dinamika pleniga analizo, kaj GranuCharge estis uzata por analizi la triboelektron de la pulvoro en kontakto kun 316L neoksidebla ŝtalo-tubo.
Ĉi tiuj rezultoj estis establitaj uzante GranuPack, kiu montras la plibonigon en la Hausner-koeficiento por ĉiu pulvoro (krom specimeno A pro grandeca eraro) post la termika streĉa procezo.Rigardante la pakajn parametrojn (n1/2), ne estis klaraj tendencoj, ĉar iuj produktoj montris pliiĝon en pakrapideco dum aliaj havis kontrastan efikon (ekz. Specimenoj B kaj C).
Afiŝtempo: Jan-10-2023