Hva er effekten av å velge pulver med forskjellige partikkelstørrelser på utskriftskvalitet?

一, en dynamisk likevekt mellom størrelsen på partiklene og kvaliteten på pulverspredningen
1. Spillet mellom fluiditet og glatthet
Flytbarheten av pulver er et godt tegn på hvor jevnt det sprer seg. Fraunhofer Institute i Tyskland gjorde komparative tester som viste at 316L rustfritt stålpulver med en diameter på 20–63 μm hadde en strømningshastighet på 18–22s/50g i Hall nåværende målertesting. Dette var mye bedre enn strømningshastigheten 25–30/50g for pulver med en diameter på 15–53 um. Dette viser at pulver med større partikkelstørrelser er bedre for raskt spredning. Laserkonfokale mikroskopiobservasjoner viste at tykkelsesavviket til pulverlaget laget av 15–53 um pulver bare var ± 0,8 um, mens avviket på 20–63 um pulver var ± 1,5 um. Denne forskjellen er spesielt tydelig etter multi - lagakkumulering: Når utskriftshøyden er mer enn 50 mm, øker størrelsesfeilen til store partikkelpulverseksjoner med 3–5%.
Bransjepraksis: Når et medisinsk utstyrsselskap bruker 20–63 μm pulver for å trykke ortopediske implantater, øker pulverspredningseffektiviteten med 20%, men 10% av delene må trimmes på overflaten for å bli kvitt lokale fremspring. Når du bruker 15–53 μm pulver, derimot, må pulverspredningshastigheten bremses med 15%, men "en {- tidsstøping" kan gjøres uten ekstra behandling.
2. Strategi for å optimalisere fordelingen av partikkelstørrelser
Å bruke en bimodal partikkelstørrelsesfordeling, som å blande 15 μm fint pulver med 45 μm grovt pulver, kan gjøre pulverspredning mye bedre. Fin pulver fyller ut mellomrommene mellom grove pulver, noe som gjør pulverbedet 12% tettere, men likevel lar den flyte godt. Slik lager Airbus Group motorens drivstoffrør. Det hever pulversengetettheten fra 58% til 65% og kutter ned problemet med at smeltet basseng synker med mye.
2, den dype effekten av partikkelstørrelse på termisk ledningseffektivitet
1. Konflikten mellom laserabsorpsjon og termisk diffusjon
Sammenlignet med pulver med 53–105 um, har pulver med små partikkelstørrelser (15–45 μm) et større spesifikt overflateareal og absorberer 18% mer laserlys. Men pulver som er for fine (<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. Justere størrelsen på partikler for elektronstrålingsteknologi
Å bruke 45–105 μm grovt pulver kan generere ladningsoppbygging, noe som kan føre til utskriftsproblemer. Elektronstråle selektiv smelting (EBM) teknologi kan hjelpe med dette. GE -luftfart bruker dette spekteret av partikkelstørrelser for å lage sprangmotor -turbinblader. Dette fremskynder utskriften til 800 cm³/t, som er tre ganger raskere enn SLM -teknologi, mens du holder tettheten på 99,9%.
3, forholdet mellom mikrostruktur og mekaniske egenskaper
1. Kontrollerer størrelsen på kornene
Størrelsen på pulverpartiklene påvirker direkte hvor raskt smeltebassenget avkjøles, noe som igjen bestemmer størrelsen på kornene. Airbus Group -testing viste at den gjennomsnittlige kornstørrelsen på 316L rustfrie ståldeler trykt med 15–53 μm pulver er 15 um. Deler trykt med 20–63 μm pulver har en gjennomsnittlig kornstørrelse på 28 μm. Temperatur -sykkeltesten fra -50 til 150 grader indikerte at deler av små partikkelstørrelser lekket mindre enn 1 × 10 ⁻⁸ Pa · m ³/s, men store deler av partikkelstørrelser lekket litt etter 200 sykluser.
2. Distribusjon av gjenværende stressnettpulvertrykte deler har 30% mer gjenværende stress fordi de kjøler seg raskere ned. Siemens Energy bruker 53–105 μm grovt pulver for å lage forbrenningskamre for gassturbin. De bruker også annealing av stressavlastning ved 650 grader for å senke restspenningen fra 180 MPa til 60 MPa mens de holder tettheten på 99,5%.
4, matrise for å velge partikkelstørrelse i bransjens bruk
1. Luftfartsfeltet
Deler i den varme enden av motoren: Å velge 15–45 μm pulver skal være det viktigste. NASA bruker 30 μ m median partikkelstørrelse pulver for å lage GRCOP-42 kobberlegeringskammerforinger. Dette gir dem en termisk ledningsevne på 410W/(M · K) og en strekkfasthet på 420MPa.
Deler som holder opp strukturen: Å bruke 45 - 105 μ m pulver, som GE-luftfartsutskrift Ti-6Al-4V-kniver, og finjustering av elektronstrålinnstillingene kan gi smidde deler en utmattelsens levetid på 85%.
2. Feltet med medisinsk utstyr
Ortopediske implantater: 15-53 μm pulver blir normen. For eksempel syntetiserer Johnson & Johnson DePuy trykt koboltkromlegering Acetabular kopper med en overflateuhet på RA<0.8 μ m. To do this, they utilised 25 μ m fine powder. This lowered the danger of bone resorption.
Personlig stent: Ved å bruke 5-25 μm ultrafinpulver, som EOS-utskrift NITI-formminnelegering av vaskulær stent, kan vi regulere porøsiteten til 80% og den elastiske modulen til 30GPa.
3. Feltet med muggfremstilling
Form som følger kjøleformen: ved å bruke 53–105 μm pulver, da DMG Mori Printing H13 verktøystålformer, kan spare kostnadene for hvert stykke med 0,8 yuan og tiden det tar å lage en form med 40%.
Mold med høy varme konduktivitet: Når BASF skriver ut Cucrzr -form med 15–45 μm kobberlegeringspulver, har de en termisk ledningsevne på 320W/(m · K), som er fem ganger høyere enn for stålformer.