Каковы эффекты выбора порошков с различными размерами частиц на качество печати?

一, динамическое равновесие между размером частиц и качеством распространения порошка
1. Игра между плавностью и плавностью
Потока порошка является хорошим признаком того, как равномерно он распространяется. Институт Фраунхофера в Германии провел сравнительные тесты, которые показали, что порошок из нержавеющей стали 316 л с диаметром 20–63 мкм имел скорость потока 18–22 с/50 г в тестировании метра тока зала. Это было намного лучше, чем скорость потока 25–30/50 г для порошка диаметром 15–53 мкм. Это показывает, что порошки с большими размерами частиц лучше для быстрого распространения. Наблюдения за лазерной конфокальной микроскопией показали, что отклонение толщины порошкового слоя, изготовленное из порошка 15–53 мкМ, составляло только ± 0,8 мкМ, тогда как отклонение порошка 20–63 мкм составляло ± 1,5 мкм. Эта разница особенно ясна после накопления Multi -.
Отраслевая практика: когда компания по медицинским устройствам использует порошок 20–63 мкм для печати ортопедических имплантатов, эффективность распространения порошка повышается на 20%, но 10% деталей должны быть обрезаны поверхностью, чтобы избавиться от местных выступов. При использовании порошка 15–53 мкм, с другой стороны, скорость распространения порошка должна быть замедлена на 15%, но «один -, чтобы быть выполненным» без какой -либо дополнительной обработки.
2. Стратегия оптимизации распределения размеров частиц
Используя распределение бимодальных частиц по размерам, например, смешивание тонкого порошка 15 мкм с грубым порошком 45 мкм, может сделать порошок намного лучше. Тонкий порошок заполняется в пространствах между грубыми порошками, делая порошковое слой более плотным, но все же позволяет ему хорошо течь. Так Airbus Group производит топливные трубы двигателя. Это повышает плотность порошкового слоя с 58% до 65% и сокращает проблему затопления расплавленного бассейна.
2, глубокое влияние размера частиц на эффективность теплопроводности
1. Конфликт между лазерным поглощением и тепловой диффузией
По сравнению с порошками с 53–105 мкМ порошки с небольшими размерами частиц (15–45 мкм) имеют большую специфическую площадь поверхности и поглощают на 18% больше лазерного света. Но порошки, которые слишком хороши (<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. Регулировка размера частиц для технологии электронного луча
Использование 45–105 мкм грубого порошка может генерировать наращивание заряда, что может привести к проблемам печати. Технология селективного плавления электронного луча (EBM) может помочь с этим. GE Aviation использует этот диапазон размеров частиц для изготовления лопастей турбины двигателя. Это ускоряет печать до 800 смграни/ч, что в три раза быстрее, чем технология SLM, сохраняя при этом плотность на 99,9%.
3, взаимосвязь между микроструктурой и механическими качествами
1. Управление размером зерен
Размер частиц порошка напрямую влияет на то, как быстро охлаждается бассейном расплава, что, в свою очередь, определяет размер зерен. Групповое тестирование Airbus показало, что средний размер зерна 316L из нержавеющей стали, напечатанные с порошком 15–53 мкм, составляет 15 мкм. Части, напечатанные 20–63 мкм порошка, имеют средний размер зерна 28 мкм. Тест на цикл температуры от -50 до 150 градусов показал, что детали мелкого размера частиц просочились менее 1 × 10 ⁻⁸ Pa · M ³/s, но части большого размера частиц просочились чуть после 200 циклов.
2. Распределение остаточных напряжений из мелкоучительного порошка, печатающегося, имеют на 30% больше остаточного напряжения, потому что они охлаждают быстрее. Siemens Energy использует 53–105 мкм грубого порошка для изготовления камер сгорания газовых турбин. Они также используют отжиг снятия стресса на 650 градусов, чтобы снизить остаточный стресс с 180 МПа до 60 МПа, сохраняя при этом плотность на 99,5%.
4, Матрица для выбора размера частиц в использовании промышленности
1. Поле аэрокосмической промышленности
Части в горячем конце двигателя: выбор порошка 15–45 мкм должен быть самым важным. НАСА использует 30 мкм-порошок среднего размера частиц, чтобы сделать камеры сгорания медного сплава GRCOP-42. Это дает им теплопроводность 410 Вт/(M · K) и прочность на растяжение 420 МПа.
Части, которые удерживают структуру: используя 45 - 105 мкм порошка, например, GE Aviation Printing Llains Ti-6AL-4V, и тонкая настройка настройки электронного луча может обеспечить кошельку срок службы 85%.
2. область медицинских устройств
Ортопедические имплантаты: 15-53 мкм порошок становится нормой. Например, Johnson & Johnson Depuy Synthesises Printed Cobalt Chromium сплаво<0.8 μ m. To do this, they utilised 25 μ m fine powder. This lowered the danger of bone resorption.
Персонализированный стент: используя 5-25 мкМ ультрафийнового порошка, например, EOS-печать сосудистого стента с сплавом формы формы NITI, мы можем регулировать пористость до 80% и модуль упругого до 30 ГПа.
3. Поле изготовления плесени
Форма, которая следует за охлаждающей формой: использование порошка 53–105 мкм, в качестве стальных форм DMG Mori Printing H13, может сэкономить стоимость каждого изделия на 0,8 юань и время, которое необходимо, чтобы сделать форму на 40%.
Плесень с высокой теплопроводности: когда BASF печатает плесени CucrzR с порошком медного сплава 15–45 мкм, они имеют теплопроводность 320 Вт/(M · K), что в пять раз выше, чем у стальных форм.