Nou itilize bonbon pou amelyore eksperyans ou. Lè w kontinye navige sou sit sa a, ou dakò pou nou itilize bonbon. Enfòmasyon adisyonèl.
Fabrikasyon aditif (AM) enplike kreye objè 3D, yon kouch ultra mens alafwa, sa ki fè li pi chè pase pwosesis tradisyonèl la. Sepandan, se sèlman yon ti pòsyon nan poud lan ki soude ak konpozan an pandan pwosesis asanblaj la. Rès la pa fizyone, kidonk yo ka itilize ankò. Okontrè, si objè a kreye nan fason klasik la, li anjeneral mande fraisage ak machinasyon pou retire materyèl la.
Pwopriyete poud lan detèmine paramèt machin nan epi yo dwe pran yo an kont an premye. Pri AM a pa t ap ekonomik etandone poud ki pa fonn lan kontamine epi li pa resikle. Degradasyon poud lan lakòz de fenomèn: modifikasyon chimik pwodwi a ak chanjman nan pwopriyete mekanik tankou mòfoloji ak distribisyon gwosè patikil.
Nan premye ka a, travay prensipal la se kreye estrikti solid ki gen alyaj pi, kidonk nou bezwen evite kontaminasyon poud lan, pa egzanp, ak oksid oswa nitrid. Nan fenomèn sa a, paramèt sa yo asosye avèk fluidite ak kapasite pou gaye. Se poutèt sa, nenpòt chanjman nan pwopriyete poud lan ka mennen nan yon distribisyon pwodwi ki pa inifòm.
Done ki soti nan piblikasyon resan yo endike ke debimèt klasik yo pa ka bay enfòmasyon adekwa sou distribisyon poud nan AM ki baze sou kabann poud lan. Konsènan karakterizasyon matyè premyè a (oswa poud lan), gen plizyè metòd mezi ki enpòtan sou mache a ki ka satisfè egzijans sa a. Eta estrès la ak chan koule poud lan dwe menm nan konfigirasyon mezi a ak nan pwosesis la. Prezans chaj konpresiv yo pa konpatib ak koule sifas lib yo itilize nan aparèy IM nan tès tayisman ak reomèt klasik yo.
GranuTools devlope yon workflow pou karakterize poud AM. Objektif prensipal nou se ekipe chak jeyometri ak yon zouti simulation pwosesis ki egzat, epi workflow sa a itilize pou konprann ak swiv evolisyon kalite poud nan divès pwosesis enprime. Plizyè alyaj aliminyòm estanda (AlSi10Mg) te chwazi pou diferan dire nan diferan chaj tèmik (soti nan 100 a 200 °C).
Yo ka kontwole degradasyon tèmik la lè yo analize kapasite poud lan pou akimile yon chaj elektrik. Yo te analize poud yo pou fluidite (enstriman GranuDrum), sinetik anbalaj (enstriman GranuPack) ak konpòtman elektwostatik (enstriman GranuCharge). Mezi koyezyon ak sinetik anbalaj yo apwopriye pou swiv kalite poud lan.
Poud ki fasil pou aplike yo ap montre endis koyezyon ki ba, alòske poud ki gen dinamik ranpli rapid yo ap pwodui pati mekanik ki gen pi ba porosit konpare ak pwodwi ki pi difisil pou ranpli.
Apre plizyè mwa depo nan laboratwa nou an, nou te chwazi twa poud alyaj aliminyòm ak diferan distribisyon gwosè patikil (AlSi10Mg) ak yon echantiyon asye pur 316L, ke nou rele echantiyon A, B ak C isit la. Pwopriyete echantiyon yo ka diferan de lòt manifaktirè yo. Distribisyon gwosè patikil echantiyon an te mezire pa analiz difraksyon lazè/ISO 13320.
Paske yo kontwole paramèt machin nan, pwopriyete poud lan dwe konsidere an premye, epi si poud ki pa fonn yo konsidere kòm kontamine epi yo pa ka resikle, fabrikasyon aditif pa ekonomik jan yon moun ta ka espere. Se poutèt sa, twa paramèt pral envestige: koule poud, dinamik anbalaj ak elektwostatik.
Kapasite pou gaye kouch poud lan gen rapò ak inifòmite ak "lis" kouch poud lan apre operasyon rekouvri a. Sa a trè enpòtan paske sifas lis yo pi fasil pou enprime epi yo ka egzamine ak zouti GranuDrum nan ak mezi endèks adezyon.
Paske porositë yo se pwen fèb nan yon materyèl, yo ka mennen nan fant. Dinamik ranpli a se dezyèm paramèt kle a paske poud ranpli rapid yo bay yon porositë ki ba. Konpòtman sa a mezire ak GranuPack ak yon valè n1/2.
Prezans chaj elektrik nan poud lan kreye fòs koezif ki mennen nan fòmasyon aglomerasyon. GranuCharge mezire kapasite poud yo pou jenere yon chaj elektwostatik lè yo an kontak ak materyèl yo chwazi pandan koule a.
Pandan pwosesis la, GranuCharge ka predi deteryorasyon koule a, pa egzanp, lè w ap fòme yon kouch nan AM. Kidonk, mezi yo jwenn yo trè sansib a eta sifas grenn nan (oksidasyon, kontaminasyon ak aspè brital). Lè sa a, yo ka mezire avèk presizyon vyeyisman poud ki refè a (±0.5 nC).
GranuDrum nan se yon metòd mezi koule poud pwograme ki baze sou prensip tanbou wotasyon an. Mwatye echantiyon poud lan nan yon silenn orizontal ak mi bò transparan. Tanbou a vire toutotou aks li a yon vitès angilè de 2 a 60 rpm, epi kamera CCD a pran foto (soti nan 30 a 100 imaj nan entèval 1 segonn). Entèfas lè/poud la idantifye sou chak imaj lè l sèvi avèk yon algorithm deteksyon kwen.
Kalkile pozisyon mwayèn entèfas la ak osilasyon yo otou pozisyon mwayèn sa a. Pou chak vitès wotasyon, yo kalkile ang koule a (oswa "ang dinamik repo") αf apati pozisyon mwayèn entèfas la, epi yo analize faktè koezyon dinamik σf ki asosye ak lyezon ant grenn yo apati fluktuasyon entèfas yo.
Ang koule a afekte pa yon kantite paramèt: friksyon, fòm ak koyezyon ant patikil yo (van der Waals, fòs elektwostatik ak kapilè). Poud ki koezif yo lakòz koule tanzantan, alòske poud ki pa viskoz yo lakòz koule regilye. Valè ang koule αf ki ba yo koresponn ak bon koule. Yon endis adezyon dinamik ki pre zewo koresponn ak yon poud ki pa koezif, kidonk lè adezyon poud lan ogmante, endis adezyon an ogmante kòmsadwa.
GranuDrum pèmèt ou mezire premye ang avalanch lan ak aereasyon poud lan pandan koule a, epi tou mezire endèks adezyon σf la ak ang koule αf la selon vitès wotasyon an.
Mezi dansite an mas, dansite tape ak rapò Hausner GranuPack la (ke yo rele tou "tès tape") yo ideyal pou karakterizasyon poud akòz fasilite ak vitès mezi yo. Dansite poud lan ak kapasite pou ogmante dansite li se paramèt enpòtan pandan depo, transpò, aglomerasyon, elatriye. Pwosedi rekòmande yo dekri nan Farmakope a.
Tès senp sa a gen twa gwo dezavantaj. Mezi a depann de operatè a, epi metòd ranpli a afekte volim inisyal poud lan. Mezire volim total la ka mennen nan erè grav nan rezilta yo. Akòz senplisite eksperyans lan, nou pa t pran an kont dinamik konpaksyon ant mezi inisyal ak final yo.
Yo te analize konpòtman poud ki te antre nan sòti kontinyèl la lè l sèvi avèk ekipman otomatik. Mezire avèk presizyon koyefisyan Hausner Hr a, dansite inisyal ρ(0) ak dansite final ρ(n) apre n klik.
Kantite tiyo yo anjeneral fiks nan n=500. GranuPack la se yon mezi dansite tiyo otomatik ak avanse ki baze sou rechèch dinamik resan.
Yo ka itilize lòt endis, men yo pa bay yo isit la. Yo mete poud lan nan yon tib metal atravè yon pwosesis inisyalizasyon otomatik ki solid. Yo retire ekstrapolasyon paramèt dinamik n1/2 la ak dansite maksimòm ρ(∞) la nan koub konpaksyon an.
Yon silenn kre lejè chita sou tèt kabann poud lan pou kenbe entèfas poud/lè a nivo pandan konpaksyon an. Tib ki gen echantiyon poud lan monte rive nan yon wotè fiks ΔZ epi li desann libman nan yon wotè ki anjeneral fiks a ΔZ = 1 mm oswa ΔZ = 3 mm, ki mezire otomatikman apre chak manyen. Kalkile volim V pil la apati wotè a.
Dansite se rapò mas m ak volim kouch poud V la. Yo konnen mas poud m nan, yo aplike dansite ρ a apre chak enpak.
Koyefisyan Hausner Hr a gen rapò ak faktè konpaksyon an epi li analize pa ekwasyon Hr = ρ(500) / ρ(0), kote ρ(0) se dansite inisyal la epi ρ(500) se koule kalkile a apre 500 sik. Tès dansite. Lè w ap itilize metòd GranuPack la, rezilta yo ka repwodui lè w sèvi ak yon ti kantite poud (anjeneral 35 ml).
Pwopriyete poud lan ak pwopriyete materyèl ki sèvi pou fè aparèy la se paramèt kle yo. Pandan koule a, chaj elektwostatik yo pwodui andedan poud lan akòz efè triboelektrik la, ki se echanj chaj lè de solid antre an kontak.
Lè poud lan ap koule andedan aparèy la, yon efè triboelektrik rive nan kontak ant patikil yo ak nan kontak ant patikil yo ak aparèy la.
Lè GranuCharge antre an kontak ak materyèl ki chwazi a, li mezire otomatikman kantite chaj elektwostatik ki pwodui andedan poud lan pandan koule a. Echantiyon poud lan koule andedan tib V ki vibre a epi li tonbe nan yon gode Faraday ki konekte ak yon elektwomèt ki mezire chaj ki akeri pandan poud lan ap deplase andedan tib V a. Pou rezilta ki ka repwodui, sèvi ak yon aparèy ki wotasyon oswa ki vibre pou bay tib V yo manje souvan.
Efè triboelektrik la lakòz yon objè pran elektwon sou sifas li e konsa vin chaje negatif, pandan yon lòt objè pèdi elektwon e konsa vin chaje pozitivman. Gen kèk materyèl ki pran elektwon pi fasil pase lòt, e menm jan an tou, gen lòt materyèl ki pèdi elektwon pi fasil.
Ki materyèl ki vin negatif e ki materyèl ki vin pozitif depann de tandans relatif materyèl ki enplike yo pou genyen oswa pèdi elektwon. Pou reprezante tandans sa yo, yo te devlope seri triboelektrik ki montre nan Tablo 1 an. Materyèl ki gen yon tandans chaj pozitif ak lòt ki gen yon tandans chaj negatif yo nan lis la, epi metòd materyèl ki pa montre okenn tandans konpòtman yo nan mitan tablo a.
Yon lòt bò, tablo a sèlman bay enfòmasyon sou tandans nan konpòtman chaje materyèl yo, kidonk GranuCharge te kreye pou bay valè nimerik egzat pou konpòtman chaje poud yo.
Yo te fè plizyè eksperyans pou analize dekonpozisyon tèmik. Yo te mete echantiyon yo a 200°C pandan inèdtan a de zèdtan. Apre sa, yo te analize poud lan imedyatman avèk GranuDrum (non cho). Apre sa, yo te mete poud lan nan yon veso jiskaske li rive nan tanperati anbyen epi answit yo te analize l avèk GranuDrum, GranuPack ak GranuCharge (sa vle di "frèt").
Yo te analize echantiyon kri yo lè l sèvi avèk GranuPack, GranuDrum ak GranuCharge nan menm imidite/tanperati chanm nan (sa vle di 35.0 ± 1.5% RH ak tanperati 21.0 ± 1.0 °C).
Endèks koezyon an kalkile kapasite likidite poud yo epi li korele ak chanjman nan pozisyon entèfas la (poud/lè), ki se sèlman twa fòs kontak (fòs van der Waals, fòs kapilè ak elektwostatik). Anvan eksperyans lan, yo te anrejistre imidite relatif lè a (RH, %) ak tanperati a (°C). Apre sa, yo te vide poud lan nan tanbou a, epi eksperyans lan te kòmanse.
Nou te konkli ke pwodui sa yo pa sansib a aglomerasyon lè nou konsidere paramèt tiksotropik yo. Sa ki enteresan, estrès tèmik la te chanje konpòtman reyolojik poud echantiyon A ak B yo soti nan epesman tayisman rive nan eklèsi tayisman. Yon lòt bò, echantiyon C ak SS 316L yo pa te afekte pa tanperati a epi yo te sèlman montre epesman tayisman. Chak poud te gen pi bon kapasite pou gaye (sa vle di pi ba endis koyezyon) apre chofaj ak refwadisman.
Efè tanperati a depann tou de zòn espesifik patikil yo. Plis konduktivite tèmik materyèl la wo, se plis efè a sou tanperati a (pa egzanp ???225°?=250?.?-1.?-1) ak ???316?. 225°?=19?.?-1.?-1) Plis patikil la piti, se plis efè tanperati a wo. Poud alyaj aliminyòm yo ekselan pou aplikasyon nan tanperati ki wo akòz pi gwo kapasite pou gaye yo, e menm echantiyon ki refwadi yo reyalize pi bon fluidite pase poud orijinal yo.
Pou chak eksperyans GranuPack, yo te anrejistre mas poud lan anvan chak eksperyans, epi yo te frape echantiyon an 500 fwa ak yon frekans enpak 1 Hz ak yon tonbe lib 1 mm nan selil mezi a (enèji enpak ∝). Yo te distribye echantiyon an nan selil mezi a dapre enstriksyon lojisyèl endepandan itilizatè a. Apre sa, yo te repete mezi yo de fwa pou evalye repwodiktibilite a epi yo te envestige mwayèn ak devyasyon estanda a.
Apre analiz GranuPack la fini, dansite inisyal la (ρ(0)), dansite final la (nan plizyè tiyo, n = 500, sa vle di ρ(500)), rapò Hausner/endis Carr (Hr/Cr) ak de paramèt anrejistreman (n1/2 ak τ) ki gen rapò ak sinetik konpaksyon an. Dansite optimal ρ(∞) la parèt tou (gade Apendis 1). Tablo ki anba a restriktire done eksperimantal yo.
Figi 6 ak 7 yo montre koub konpaksyon jeneral la (dansite an vant kont kantite enpak) ak rapò paramèt n1/2/Hausner la. Ba erè yo kalkile lè l sèvi avèk mwayèn nan yo montre sou chak koub, epi devyasyon estanda yo te kalkile pa tès repetabilite.
Pwodwi asye pur 316L la te pwodwi ki pi lou a (ρ(0) = 4.554 g/mL). An tèm de dansite tape, SS 316L rete poud ki pi lou a (ρ(n) = 5.044 g/mL), ki te swiv pa Echantiyon A (ρ(n) = 1.668 g/mL), epi apre sa pa Echantiyon B (ρ(n) = 1.668 g/ml). /ml) (n) = 1.645 g/ml). Echantiyon C te pi ba a (ρ(n) = 1.581 g/mL). Selon dansite an mas poud inisyal la, nou wè ke echantiyon A se pi lejè a, epi lè nou konsidere erè yo (1.380 g / ml), echantiyon B ak C gen apeprè menm valè a.
Pandan poud lan ap chofe, rapò Hausner li diminye, e sa sèlman rive ak echantiyon B, C, ak SS 316L. Pou echantiyon A, li pa t posib pou fè sa akòz gwosè ba erè yo. Pou n1/2, souliyaj tandans parametrik la pi konplèks. Pou echantiyon A ak SS 316L, valè n1/2 a diminye apre 2 èdtan a 200°C, alòske pou poud B ak C li ogmante apre chaj tèmik.
Yo te itilize yon alimentatè vibran pou chak eksperyans GranuCharge (gade Figi 8). Yo te itilize tib asye pur 316L. Yo te repete mezi yo 3 fwa pou evalye repwodiktibilite a. Pwa pwodwi yo te itilize pou chak mezi te apeprè 40 ml epi yo pa t refè okenn poud apre mezi a.
Anvan eksperyans lan, yo te anrejistre pwa poud lan (mp, g), imidite relatif lè a (RH, %), ak tanperati a (°C). Nan kòmansman tès la, yo te mezire dansite chaj poud prensipal la (q0 an µC/kg) lè yo te mete poud lan nan yon tas Faraday. Finalman, yo te fikse mas poud lan epi yo te kalkile dansite chaj final la (qf, µC/kg) ak Δq (Δq = qf – q0) nan fen eksperyans lan.
Done GranuCharge brit yo parèt nan Tablo 2 ak Figi 9 (σ se devyasyon estanda ki kalkile apati rezilta tès reproduktibilite a), epi rezilta yo parèt sou fòm yon istogram (se sèlman q0 ak Δq ki parèt). SS 316L gen chaj inisyal ki pi ba a; sa ka akòz lefèt ke pwodui sa a gen PSD ki pi wo a. Lè nou pale de chaj inisyal poud alyaj aliminyòm prensipal la, nou pa ka tire okenn konklizyon akòz gwosè erè yo.
Apre kontak ak yon tiyo asye pur 316L, echantiyon A te resevwa pi piti kantite chaj, alòske poud B ak C te montre yon tandans sanblab, si yo te fwote poud SS 316L kont SS 316L, yo te jwenn yon dansite chaj ki pre 0 (gade seri triboelektrik). Pwodwi B toujou pi chaje pase A. Pou echantiyon C, tandans lan kontinye (chaj inisyal pozitif ak chaj final apre flit), men kantite chaj yo ogmante apre degradasyon tèmik.
Apre 2 èdtan estrès tèmik a 200 °C, konpòtman poud lan vin trè enteresan. Nan echantiyon A ak B yo, chaj inisyal la diminye epi chaj final la chanje soti nan negatif pou rive nan pozitif. Poud SS 316L la te gen pi gwo chaj inisyal la epi chanjman dansite chaj li a te vin pozitif men li te rete ba (sa vle di 0.033 nC/g).
Nou te envestige efè degradasyon tèmik sou konpòtman konbine poud alyaj aliminyòm (AlSi10Mg) ak poud asye pur 316L, alòske nou te analize poud orijinal yo apre 2 èdtan a 200°C nan lè.
Itilizasyon poud nan tanperati ki wo ka amelyore fluidite pwodwi a, yon efè ki sanble pi enpòtan pou poud ki gen yon sifas espesifik ki wo ak materyèl ki gen yon konduktivite tèmik ki wo. Yo te itilize GranuDrum pou evalye fluidite a, yo te itilize GranuPack pou analiz anbalaj dinamik, epi yo te itilize GranuCharge pou analize triboelektrikite poud ki an kontak ak tiyo asye pur 316L la.
Yo te detèmine rezilta sa yo lè l sèvi avèk GranuPack, ki te montre yon amelyorasyon nan koyefisyan Hausner pou chak poud (eksepte echantiyon A, akòz gwosè erè yo) apre pwosesis estrès tèmik la. Yo pa jwenn okenn tandans klè pou paramèt anbalaj la (n1/2) paske kèk pwodwi te montre yon ogmantasyon nan vitès anbalaj pandan ke lòt yo te gen yon efè kontras (pa egzanp Echantiyon B ak C).