Fem servir cookies per millorar la teva experiència. Si continues navegant per aquest lloc web, acceptes el nostre ús de cookies. Més informació.
En un article recent publicat a la revista Additive Manufacturing Letters, els investigadors discuteixen la utilitat de les esquitxades d'acer inoxidable gravades químicament per allargar la vida útil de la pols en la fabricació additiva.
Recerca: Allargament de la vida útil de la pols en la fabricació additiva: gravat químic d'esquitxades d'acer inoxidable. Crèdit de la imatge: MarinaGrigorivna/Shutterstock.com
Fusió per llit de pols làser metàl·lic (LPBF). Les partícules esquitxades es produeixen per gotetes foses expulsades del bany fos o partícules de pols escalfades a prop o per sobre del punt de fusió a mesura que passen pel feix làser.
Malgrat l'ús d'un ambient inert, l'alta reactivitat del metall prop de la seva temperatura de fusió promou l'oxidació. Tot i que les partícules esquitxades expulsades durant l'LPBF es fonen almenys breument a la superfície, és probable que es produeixi la difusió d'elements volàtils a la superfície, i aquests elements amb alta afinitat per l'oxigen produeixen capes gruixudes d'òxid.
Com que la pressió parcial de l'oxigen en LPBF sol ser més alta que la de l'atomització del gas, augmenta la possibilitat d'unió amb l'oxigen.
Se sap que les esquitxades d'acer inoxidable i d'aliatges a base de níquel s'oxiden ràpidament, formant illes de fins a diversos metres de gruix. A més, els acers inoxidables i els aliatges a base de níquel, com els que produeixen esquitxades d'òxid de tipus illa, són materials mecanitzats més habitualment en LPBF, i l'aplicació d'aquest mètode a esquitxades metàl·liques LPBF més típiques per demostrar que la renovació química és crítica per a la pols de la manera habitual.
(a) Imatge SEM de partícules d'esquitxades d'acer inoxidable, (b) mètode experimental de gravat químic tèrmic, (c) tractament LPBF de partícules d'esquitxades desoxidades. Crèdit de la imatge: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
En aquest estudi, els autors van emprar una nova tècnica de gravat químic per eliminar els òxids de la superfície de les pols d'esquitxades d'acer inoxidable oxidat. La dissolució del metall al voltant i per sota de les illes d'òxid a la pols s'utilitza com a mecanisme principal per a l'eliminació de l'òxid, cosa que permet una eliminació més agressiva. Les pols d'esquitxades, gravades i verges es van tamisar fins al mateix rang de mida de pols per al processament de LPBF.
L'equip va mostrar com eliminar els òxids de les partícules d'esquitxades d'acer inoxidable, especialment les que es van aïllar mitjançant tècniques químiques per formar illes d'òxid riques en Si i Mn a la superfície de la pols. Es van recollir 316 L d'esquitxades del llit de pols de les impressions LPBF i es van gravar químicament per immersió. Després de cribrar totes les partícules fins al mateix rang de mida, LPBF les processa en una sola passada amb esquitxades gravades optimitzades i acer inoxidable verge.
Els investigadors van examinar la temperatura, així com dos agents de gravat d'acer inoxidable diferents. Després de la selecció al mateix rang de mida, es van crear pistes individuals de LPBF utilitzant pols verges similars, pols per esquitxar i pols per esquitxar gravades de manera eficient.
Traces individuals de LPBF generades a partir d'esquitxades, esquitxades de gravat i pols prístina. La imatge d'alt augment mostra que la capa d'òxid prevalent a la pista polvoritzada s'elimina a la pista polvoritzada gravada. La pols original mostrava que encara hi havia alguns òxids presents. Crèdit de la imatge: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
La cobertura de l'àrea d'òxid en pols d'acer inoxidable 316L va disminuir per un factor de 10, del 7% al 0,7% després que el reactiu de Ralph s'escalfés a 65 °C en un bany d'aigua durant 1 hora. En cartografiar l'àrea gran, les dades EDX van mostrar una reducció dels nivells d'oxigen del 13,5% al ​​4,5%.
Les esquitxades gravades tenen un recobriment d'escòria d'òxid més baix a la superfície de la pista en comparació amb les esquitxades. A més, el gravat químic de la pols augmenta l'assimilació de la pols a la pista. El gravat químic té el potencial de millorar la reutilització i la durabilitat de les esquitxades o les pols d'ús massiu fetes de pols d'acer inoxidable àmpliament utilitzades i resistents a la corrosió.
En tot el rang de mida de tamís de 45-63 µm, les partícules aglomerades restants a les pols esquitxades gravades i no gravades expliquen per què els volums de traces de les pols gravades i esquitxades són similars, mentre que els volums de les pols originals són aproximadament un 50% més grans. Es va observar que les pols aglomerades o formadores de satèl·lits afectaven la densitat aparent i, per tant, el volum.
Les esquitxades gravades tenen una capa d'escòria d'òxid més baixa a la superfície de la pista en comparació amb les esquitxades. Quan els òxids s'eliminen químicament, les pols semilligades i nues demostren una millor unió dels òxids reduïts, cosa que s'atribueix a una millor humectabilitat.
Esquema que mostra els beneficis del tractament LPBF en l'eliminació química dels òxids de la pols per esquitxades en sistemes d'acer inoxidable. S'aconsegueix una excel·lent humectabilitat eliminant els òxids. Crèdit de la imatge: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
En resum, aquest estudi va utilitzar un procediment de gravat químic per regenerar químicament pols d'esquitxades d'acer inoxidable altament oxidades mitjançant la immersió en el reactiu de Ralph, una solució de clorur fèrric i clorur cúpric en àcid clorhídric. Es va observar que la immersió en la solució de gravat de Ralph escalfada durant 1 hora va resultar en una reducció de 10 vegades en la cobertura de l'àrea d'òxid a la pols esquitxada.
Els autors creuen que el gravat químic té el potencial de ser millorat i utilitzat a una escala més àmplia per renovar múltiples partícules d'esquitxades reutilitzades o pols de LPBF, augmentant així el valor dels materials cars a base de pols.
Murray, JW, Speidel, A., Spierings, A. et al. Prolongació de la vida útil de la pols en la fabricació additiva: gravat químic de les esquitxades d'acer inoxidable. Additive Manufacturing Letters 100057 (2022). https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772369022000317
Avís legal: Les opinions expressades aquí són les de l'autor a títol personal i no representen necessàriament les opinions d'AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, el propietari i operador d'aquest lloc web. Aquest avís legal forma part dels termes i condicions d'ús d'aquest lloc web.
Surbhi Jain és una redactora tècnica autònoma amb seu a Delhi, Índia. Té un doctorat en física per la Universitat de Delhi i ha participat en diverses activitats científiques, culturals i esportives. La seva formació acadèmica és en recerca en ciència de materials, especialitzada en el desenvolupament de dispositius i sensors òptics. Té una àmplia experiència en redacció de continguts, edició, anàlisi de dades experimentals i gestió de projectes, i ha publicat 7 articles de recerca en revistes indexades a Scopus i ha presentat 2 patents índies basades en el seu treball de recerca. Apassionada per la lectura, l'escriptura, la recerca i la tecnologia, li agrada cuinar, actuar, fer jardineria i fer esport.
Jainisme, Subi. (24 de maig de 2022). Nou mètode de gravat químic elimina els òxids de la pols d'esquitxades d'acer inoxidable oxidat. AZOM. Consultat el 21 de juliol de 2022 de https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
Jainisme, Subi. «Nou mètode de gravat químic per eliminar òxids de la pols d'esquitxades d'acer inoxidable oxidat». AZOM. 21 de juliol de 2022.
Jainisme, Subi. «Nou mètode de gravat químic per eliminar òxids de pols d'esquitxades d'acer inoxidable oxidat». AZOM. https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143. (Consultat el 21 de juliol de 2022).
Jainisme, Subi.2022. Nou mètode de gravat químic per eliminar òxids de pols per esquitxades d'acer inoxidable oxidat. AZoM, consultat el 21 de juliol de 2022, https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
A Advanced Materials, el juny de 2022, AZoM va parlar amb Ben Melrose d'International Syalons sobre el mercat de materials avançats, la Indústria 4.0 i l'impuls cap a zero emissions netes.
A Advanced Materials, AZoM va parlar amb Vig Sherrill de General Graphene sobre el futur del grafè i com la seva nova tecnologia de producció reduirà els costos per obrir tot un nou món d'aplicacions en el futur.
En aquesta entrevista, AZoM parla amb el president de Levicron, el Dr. Ralf Dupont, sobre el potencial del nou motor-eix (U)ASD-H25 per a la indústria dels semiconductors.
Descobreix l'OTT Parsivel², un mesurador de desplaçament làser que es pot utilitzar per mesurar tot tipus de precipitació. Permet als usuaris recopilar dades sobre la mida i la velocitat de les partícules que cauen.
Environics ofereix sistemes de permeació autònoms per a tubs de permeació d'un o diversos ús individuals.
El mostrejador automàtic MiniFlash FPA Vision de Grabner Instruments és un mostrejador automàtic de 12 posicions. És un accessori d'automatització dissenyat per al seu ús amb l'analitzador de visió MINIFLASH FP.
Aquest article proporciona una avaluació del final de la vida útil de les bateries d'ions de liti, amb un enfocament en el reciclatge del nombre creixent de bateries d'ions de liti usades per permetre enfocaments sostenibles i circulars per a l'ús i la reutilització de les bateries.
La corrosió és la degradació d'un aliatge a causa de l'exposició al medi ambient. S'utilitzen diverses tècniques per prevenir el deteriorament per corrosió dels aliatges metàl·lics exposats a condicions atmosfèriques o altres condicions adverses.
A causa de la creixent demanda d'energia, també augmenta la demanda de combustible nuclear, cosa que comporta un augment significatiu de la demanda de tecnologia d'inspecció postirradiació (PIE).