增材制造-利用粉末流变仪提高印刷质量和重复使用

增材制造,也被称为3D打印,是一种高效的、具有潜在变革潜力的制造技术。该方法包括通过逐步建立粉末层,然后选择性地融合在一起,将复杂的部件“打印”到一个紧密的规格。

为了提高生产效率和产品质量,粉体的性能控制至关重要。粉末流动和包裹层形成的方式决定了性能的各个方面。原料的变化会导致分层不均匀,堆积密度不一致,表面光洁度差,抗拉强度低。

增材制造将在多大程度上塑造工业格局,取决于高速、精密机械的发展,以及能够满足这些机械严格要求的粉末的识别和稳定供应。人们越来越关注粉末本身,以及如何以可靠和智能的方式优化它们。

粉末特性在支持这一过程中发挥着关键作用,能够可靠地测量与AM性能直接相关的性能的测试技术也至关重要。

通过识别导致粉末性能均匀、可重复的粉末性能,可以优化新的配方,而无需在过程中运行样品以评估适用性所涉及的大量时间和资金问题。它还有助于减少最终产品超出规格的发生。

有几种现有的方法,如通过漏斗的流动,体积密度测量,和休止角测试,都有很好的记录。然而,这些技术的发展没有现代技术的优势,它们有时太不敏感,无法描述在过程中表现不同的粉末之间的细微差别。

通用粉末测试仪FT4粉流变仪®提供全面、自动化和可靠的散装材料特性测量。当这些信息与工艺经验相结合时,可以提高加工效率,有助于质量控制。

FT4专门测量动态流动特性,包含剪切单元,并能够测量体积特性,如压缩性、渗透性和密度。

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量化原料的批次间差异

AM机器操作的严格公差意味着不同批次原料之间的差异可能导致最终产品的质量和性能的相当大的差异。

任何性能上的变化都可以通过在进入工艺前对每批进行筛选来避免。然而,传统粉末表征技术往往无法检测到性能上的细微差异。

来自供应商的三个不锈钢粉末样品在AM过程中表现出了高度可变的性能。虽然金属粉末A和金属粉末B表现出可接受的行为,但金属粉末C经常造成不好的沉积和堵塞,导致不合格的最终产品。

三个样品的粒径分布基本相同,样品在霍尔流和休止角试验中表现出相似的响应。

然而,用FT4粉末流变仪对样品进行评价®突出显示了与流程性能密切相关的示例之间的一些差异。动态测试时,金属粉末C的比能差异明显,比能值越大,说明颗粒间摩擦增大,机械联锁增大。

在低压力环境中,这种对流过自身的阻力增加是造成堵塞和其他流动问题的常见原因。

在整体测试中,渗透率测试产生了更有区别的结果。与其他样品相比,金属粉末C在粉床上产生了明显更高的压降。这表明金属粉末C比粉末A和粉末B的渗透性要小得多。

在粉末从一个位置移动到另一个位置的任何操作中,渗透性是非常有影响的,特别是当重力是动力时。由颗粒空出的空间必须被气体所取代,粉末越容易将气体通过大块,就越容易倾倒,也就越容易释放浇注过程中夹带的任何空气。

当在AM应用过程中沉积或填充相同密度的粉末时,当低渗透性增加沉积时残留在体中的空气量时,会导致层间均匀性差。这可能导致最终产品的不完美,可能需要将产品报废。

然而,为了实现重用……

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    弗里曼的技术。(2020年11月16日)。增材制造-利用粉末流变仪提高印刷质量和重复使用。AZoM。于2021年9月21日从//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=13391检索。

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  • 芝加哥

    弗里曼的技术。增材制造-用粉末流变仪改善印刷质量和重复使用AZoM。//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=13391。(2021年9月21日生效)。

  • 哈佛大学

    弗里曼技术。2020。增材制造-利用粉末流变仪提高印刷质量和重复使用.viewed September 21, //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=13391。

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