Vi bruger cookies til at forbedre din oplevelse. Ved at fortsætte med at bruge dette websted accepterer du vores brug af cookies. Mere information.
I en nylig artikel offentliggjort i tidsskriftet Additive Manufacturing Letters diskuterer forskere anvendeligheden af ​​kemisk ætset rustfrit stålsprøjt til at forlænge pulverets levetid i additiv fremstilling.
Forskning: Forlængelse af pulverlevetid i additiv fremstilling: Kemisk ætsning af sprøjt fra rustfrit stål. Billedkredit: MarinaGrigorivna/Shutterstock.com
Metal Laser Powder Bed Fusion (LPBF) stænkpartikler produceres af smeltede dråber, der udstødes fra smeltebassinet, eller pulverpartikler, der opvarmes til nær eller over smeltepunktet, når de passerer gennem laserstrålen.
Trods brugen af ​​et inert miljø fremmer metallets høje reaktivitet nær dets smeltetemperatur oxidation. Selvom sprøjtpartikler, der udstødes under LPBF, smelter i det mindste kortvarigt ved overfladen, er det sandsynligt, at der vil forekomme diffusion af flygtige elementer til overfladen, og disse elementer med høj affinitet for ilt producerer tykke oxidlag.
Da partialtrykket af ilt i LPBF normalt er højere end ved gasforstøvning, øges muligheden for binding med ilt.
Stænk af rustfrit stål og nikkelbaserede legeringer er kendt for at oxidere hurtigt og danne øer på op til flere meters tykkelse. Derudover er rustfrit stål og nikkelbaserede legeringer, såsom dem, der producerer oxidstænk af øtypen, mere almindeligt bearbejdede materialer i LPBF, og anvendelse af denne metode på mere typiske LPBF-metalsprøjt viser, at kemisk fornyelse er afgørende for pulver på den sædvanlige måde.
(a) SEM-billede af sprøjtpartikler fra rustfrit stål, (b) eksperimentel metode til termisk-kemisk ætsning, (c) LPBF-behandling af deoxiderede sprøjtpartikler. Billedkredit: Murray, J. W, et al., Additive Manufacturing Letters
I denne undersøgelse anvendte forfatterne en ny kemisk ætsningsteknik til at fjerne oxider fra overfladen af ​​oxideret sprøjtepulver af rustfrit stål. Metalopløsning omkring og under oxidøer på pulveret bruges som den primære mekanisme til fjernelse af oxid, hvilket muliggør mere aggressiv fjernelse af oxid. Sprøjte-, ætse- og jomfruelige pulvere blev sigtet til samme pulverstørrelsesområde til LPBF-forarbejdning.
Holdet viste, hvordan man fjerner oxider fra sprøjtpartikler i rustfrit stål, især dem, der blev isoleret ved hjælp af kemiske teknikker for at danne Si- og Mn-rige oxidøer på pulveroverfladen. 316 liter sprøjt blev opsamlet fra pulverlejet af LPBF-print og kemisk ætset ved nedsænkning. Efter screening af alle partikler til samme størrelsesområde, bearbejder LPBF dem i en enkelt gennemgang med optimeret ætset sprøjt og nyt rustfrit stål.
Forskerne undersøgte temperatur samt to forskellige ætsemidler i rustfrit stål. Efter screening til samme størrelsesområde blev LPBF-enkeltspor skabt ved hjælp af lignende jomfruelige pulvere, sprøjtepulvere og effektivt ætsede sprøjtepulvere.
Individuelle LPBF-spor genereret fra sprøjt, ætsningssprøjt og uberørt pulver. Billedet med høj forstørrelse viser, at oxidlaget, der er fremherskende på det sputterede spor, er elimineret på det ætsede sputterede spor. Det originale pulver viste, at nogle oxider stadig var til stede. Billedkredit: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
Oxiddækningen på sprøjtepulver af 316L rustfrit stål faldt med en faktor 10, fra 7% til 0,7% efter at Ralphs reagens blev opvarmet til 65 °C i et vandbad i 1 time. Ved kortlægning af det store område viste EDX-data en reduktion i iltniveauer fra 13,5% til 4,5%.
Ætset sprøjt har en lavere oxidslaggebelægning på sporets overflade sammenlignet med sprøjt. Derudover øger kemisk ætsning af pulveret assimileringen af ​​pulveret på sporet. Kemisk ætsning har potentiale til at forbedre genbrugeligheden og holdbarheden af ​​sprøjt eller massebrugspulver fremstillet af udbredt og korrosionsbestandigt rustfrit stålpulver.
På tværs af hele sigtestørrelsesområdet på 45-63 µm forklarer de resterende agglomererede partikler i de ætsede og uætsede sprøjtepulvere, hvorfor sporvolumenerne af de ætsede og sprøjtede pulvere er ens, mens volumenerne af de oprindelige pulvere er cirka 50 % større. Agglomererede eller satellitdannende pulvere blev observeret at påvirke bulkdensiteten og dermed volumen.
Ætset sprøjt har en lavere oxidslaggebelægning på sporets overflade sammenlignet med sprøjt. Når oxiderne fjernes kemisk, viser de halvbundne og bare pulvere tegn på bedre binding af de reducerede oxider, hvilket tilskrives bedre befugtningsevne.
Skematisk illustration af fordelene ved LPBF-behandling ved kemisk fjernelse af oxider fra stænkpulver i rustfri stålsystemer. Fremragende befugtningsevne opnås ved at eliminere oxider. Billedkredit: Murray, J. W, et al., Additive Manufacturing Letters
Kort sagt anvendte denne undersøgelse en kemisk ætsningsprocedure til kemisk at regenerere stærkt oxiderede sprøjtepulvere af rustfrit stål ved nedsænkning i Ralphs reagens, en opløsning af jern(III)chlorid og kobber(II)chlorid i saltsyre. Det blev observeret, at nedsænkning i den opvarmede Ralph-ætsemiddelopløsning i 1 time resulterede i en 10-dobbelt reduktion i oxiddækningen på det sprøjtede pulver.
Forfatterne mener, at kemisk ætsning har potentiale til at blive forbedret og brugt i større skala til at forny genbrugte sprøjtpartikler eller LPBF-pulvere og derved øge værdien af ​​dyre pulverbaserede materialer.
Murray, JW, Speidel, A., Spierings, A. et al. Forlængelse af pulverlevetid i additiv fremstilling: kemisk ætsning af sprøjt i rustfrit stål. Additive Manufacturing Letters 100057 (2022). https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772369022000317
Ansvarsfraskrivelse: De synspunkter, der udtrykkes her, er forfatterens personlige synspunkter og repræsenterer ikke nødvendigvis synspunkterne hos AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, ejeren og operatøren af ​​denne hjemmeside. Denne ansvarsfraskrivelse er en del af vilkårene og betingelserne for brug af denne hjemmeside.
Surbhi Jain er en freelance teknisk skribent bosat i Delhi, Indien. Hun har en ph.d. i fysik fra University of Delhi og har deltaget i en række videnskabelige, kulturelle og sportslige aktiviteter. Hendes akademiske baggrund er inden for materialevidenskabelig forskning med speciale i udvikling af optiske enheder og sensorer. Hun har omfattende erfaring med indholdsskrivning, redigering, eksperimentel dataanalyse og projektledelse og har udgivet 7 forskningsartikler i Scopus-indekserede tidsskrifter og indgivet 2 indiske patentansøgninger baseret på sit forskningsarbejde. Hun brænder for læsning, skrivning, forskning og teknologi og nyder madlavning, skuespil, havearbejde og sport.
Jainisme, Subi. (24. maj 2022). Ny kemisk ætsningsmetode fjerner oxider fra oxideret rustfrit stålstænkpulver. AZOM. Hentet 21. juli 2022 fra https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
Jainisme, Subi. ”Ny kemisk ætsningsmetode til fjernelse af oxider fra oxideret sprøjtepulver af rustfrit stål”. AZOM. 21. juli 2022.
Jainisme, Subi. ”Ny kemisk ætsningsmetode til fjernelse af oxider fra oxideret sprøjtepulver af rustfrit stål”. AZOM. https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143. (Set den 21. juli 2022).
Jainisme, Subi. 2022. Ny kemisk ætsningsmetode til fjernelse af oxider fra oxideret rustfrit stålstænkpulver. AZoM, tilgået 21. juli 2022, https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
På Advanced Materials i juni 2022 talte AZoM med Ben Melrose fra International Syalons om markedet for avancerede materialer, Industri 4.0 og bestræbelserne på at nå netto-nul CO2-udledning.
På Advanced Materials talte AZoM med Vig Sherrill fra General Graphene om grafens fremtid, og hvordan deres nye produktionsteknologi vil reducere omkostningerne og åbne op for en helt ny verden af ​​anvendelser i fremtiden.
I dette interview taler AZoM med Levicrons præsident, Dr. Ralf Dupont, om potentialet for den nye (U)ASD-H25 motorspindel til halvlederindustrien.
Opdag OTT Parsivel², en laserforskydningsmåler, der kan bruges til at måle alle typer nedbør. Den giver brugerne mulighed for at indsamle data om størrelsen og hastigheden af ​​faldende partikler.
Environics tilbyder selvstændige permeationssystemer til enkelte eller flere engangspermeationsrør.
MiniFlash FPA Vision Autosampler fra Grabner Instruments er en autosampler med 12 positioner. Det er et automatiseringstilbehør designet til brug med MINIFLASH FP Vision Analyzer.
Denne artikel indeholder en vurdering af udtjente lithium-ion-batterier med fokus på genbrug af det stigende antal brugte lithium-ion-batterier for at muliggøre bæredygtige og cirkulære tilgange til batteribrug og -genbrug.
Korrosion er nedbrydning af en legering på grund af eksponering for miljøet. Forskellige teknikker anvendes til at forhindre korrosionsforringelse af metallegeringer, der udsættes for atmosfæriske eller andre ugunstige forhold.
På grund af den stigende efterspørgsel efter energi stiger efterspørgslen efter nukleart brændsel også, hvilket yderligere fører til en betydelig stigning i efterspørgslen efter teknologi til inspektion efter bestråling (PIE).