Kami menggunakan cookie untuk meningkatkan pengalaman Anda. Dengan terus menjelajahi situs ini, Anda menyetujui penggunaan cookie oleh kami. Informasi lebih lanjut.
Dalam artikel terbaru yang diterbitkan di jurnal Additive Manufacturing Letters, para peneliti membahas kegunaan percikan baja tahan karat yang diukir secara kimia untuk memperpanjang umur bubuk dalam manufaktur aditif.
Penelitian: Memperpanjang Umur Serbuk dalam Pembuatan Aditif: Pengetsaan Kimia pada Percikan Baja Tahan Karat. Kredit Gambar: MarinaGrigorivna/Shutterstock.com
Partikel percikan Metal Laser Powder Bed Fusion (LPBF) dihasilkan oleh tetesan cair yang dikeluarkan dari kolam cair atau partikel bubuk yang dipanaskan mendekati atau di atas titik leleh saat melewati sinar laser.
Meskipun menggunakan lingkungan inert, reaktivitas logam yang tinggi mendekati suhu lelehnya meningkatkan kemungkinan terjadinya oksidasi. Meskipun partikel percikan yang dikeluarkan selama LPBF mencair setidaknya sebentar di permukaan, difusi unsur-unsur volatil ke permukaan cenderung terjadi, dan unsur-unsur dengan afinitas tinggi terhadap oksigen ini menghasilkan lapisan oksida tebal.
Karena tekanan parsial oksigen dalam LPBF biasanya lebih tinggi daripada tekanan dalam atomisasi gas, kemungkinan pengikatan dengan oksigen meningkat.
Percikan baja tahan karat dan paduan berbasis nikel diketahui teroksidasi dengan cepat, membentuk pulau-pulau hingga ketebalan beberapa meter. Selain itu, baja tahan karat dan paduan berbasis nikel, seperti yang menghasilkan percikan oksida tipe pulau, merupakan material yang lebih umum dikerjakan dengan mesin dalam LPBF, dan menerapkan metode ini pada percikan logam LPBF yang lebih umum untuk menunjukkan bahwa pembaruan kimia sangat penting bagi Powder dengan cara yang biasa.
(a) Gambar SEM partikel percikan baja tahan karat, (b) metode eksperimen etsa kimia termal, (c) Perlakuan LPBF terhadap partikel percikan yang dideoksidasi. Kredit gambar: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
Dalam studi ini, penulis menggunakan teknik etsa kimia baru untuk menghilangkan oksida dari permukaan serbuk cipratan baja tahan karat yang teroksidasi. Pelarutan logam di sekitar dan di bawah pulau oksida pada serbuk digunakan sebagai mekanisme utama untuk penghilangan oksida, yang memungkinkan penghilangan oksida yang lebih agresif. Serbuk cipratan, etsa, dan bubuk baru diayak ke dalam kisaran ukuran bubuk yang sama untuk pemrosesan LPBF.
Tim menunjukkan cara menghilangkan oksida dari partikel percikan baja tahan karat, terutama yang diisolasi menggunakan teknik kimia untuk membentuk pulau oksida kaya Si dan Mn pada permukaan bubuk. 316 L percikan dikumpulkan dari lapisan bubuk cetakan LPBF dan dietsa kimia dengan cara perendaman. Setelah menyaring semua partikel ke rentang ukuran yang sama, LPBF memprosesnya menjadi satu lintasan dengan percikan terukir yang dioptimalkan dan baja tahan karat murni.
Para peneliti mengamati suhu serta dua etsa baja tahan karat yang berbeda. Setelah disaring pada kisaran ukuran yang sama, lintasan tunggal LPBF dibuat dengan menggunakan bubuk murni yang serupa, bubuk percikan, dan bubuk percikan yang diukir secara efisien.
Jejak LPBF individual dihasilkan dari percikan, percikan etsa, dan bubuk murni. Gambar perbesaran tinggi menunjukkan bahwa lapisan oksida yang dominan pada lintasan yang terciprat dihilangkan pada lintasan terciprat yang terukir. Bubuk asli menunjukkan bahwa beberapa oksida masih ada. Kredit gambar: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
Cakupan area oksida pada bubuk percikan baja tahan karat 316L berkurang hingga faktor 10, dari 7% menjadi 0,7% setelah reagen Ralph dipanaskan hingga 65 °C dalam penangas air selama 1 jam. Memetakan area yang luas, data EDX menunjukkan pengurangan kadar oksigen dari 13,5% menjadi 4,5%.
Spatter terukir memiliki lapisan terak oksida yang lebih rendah pada permukaan lintasan dibandingkan dengan spatter. Selain itu, pengetsaan kimiawi pada bubuk meningkatkan asimilasi bubuk pada lintasan. Pengetsaan kimia memiliki potensi untuk meningkatkan penggunaan ulang dan daya tahan spatter atau bubuk penggunaan massal yang terbuat dari bubuk baja tahan karat yang banyak digunakan dan tahan korosi.
Pada seluruh rentang ukuran saringan 45-63 µm, partikel-partikel aglomerasi yang tersisa dalam bubuk percikan yang terukir dan tidak terukir menjelaskan mengapa volume jejak bubuk yang terukir dan terciprat serupa, sedangkan volume bubuk asli sekitar 50% lebih besar. Bubuk yang menggumpal atau membentuk satelit diamati memengaruhi kerapatan massal dan dengan demikian volume.
Spatter terukir memiliki lapisan terak oksida yang lebih rendah pada permukaan lintasan dibandingkan dengan spatter. Ketika oksida dihilangkan secara kimia, bubuk yang terikat setengah dan polos menunjukkan bukti pengikatan oksida tereduksi yang lebih baik, yang disebabkan oleh keterbasahan yang lebih baik.
Skema yang menunjukkan manfaat perawatan LPBF saat menghilangkan oksida secara kimia dari bubuk percikan dalam sistem baja tahan karat. Keterbasahan yang sangat baik dicapai dengan menghilangkan oksida. Kredit gambar: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
Singkatnya, penelitian ini menggunakan prosedur etsa kimia untuk meregenerasi secara kimia serbuk cipratan baja tahan karat yang sangat teroksidasi dengan cara merendamnya dalam reagen Ralph, larutan besi klorida dan tembaga klorida dalam asam klorida. Diamati bahwa merendamnya dalam larutan etsa Ralph yang dipanaskan selama 1 jam menghasilkan pengurangan 10 kali lipat pada luasan oksida pada serbuk yang terciprat.
Para penulis yakin bahwa etsa kimia memiliki potensi untuk ditingkatkan dan digunakan dalam skala yang lebih luas untuk memperbarui beberapa partikel percikan yang digunakan kembali atau bubuk LPBF, sehingga meningkatkan nilai bahan berbasis bubuk yang mahal.
Murray, JW, Speidel, A., Spierings, A. dkk. Memperpanjang masa pakai serbuk dalam produksi aditif: pengetsaan kimia pada percikan baja tahan karat. Additive Manufacturing Letters 100057 (2022). https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772369022000317
Penyangkalan: Pandangan yang diungkapkan di sini merupakan pandangan penulis dalam kapasitas pribadinya dan tidak mesti mewakili pandangan AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, pemilik dan operator situs web ini. Penyangkalan ini merupakan bagian dari syarat dan ketentuan penggunaan situs web ini.
Surbhi Jain adalah penulis teknis lepas yang tinggal di Delhi, India. Ia meraih gelar Ph.D. Ia memperoleh gelar Ph.D. di bidang Fisika dari Universitas Delhi dan berpartisipasi dalam sejumlah kegiatan ilmiah, budaya, dan olahraga. Latar belakang akademisnya adalah penelitian ilmu material, dengan spesialisasi pengembangan perangkat optik dan sensor. Ia memiliki pengalaman luas dalam penulisan konten, penyuntingan, analisis data eksperimen, dan manajemen proyek. Ia telah menerbitkan 7 makalah penelitian di jurnal terindeks Scopus dan mengajukan 2 paten India berdasarkan karya penelitiannya. Ia gemar membaca, menulis, meneliti, dan teknologi. Ia gemar memasak, berakting, berkebun, dan berolahraga.
Jainisme, Subi.(24 Mei 2022).Metode etsa kimia baru menghilangkan oksida dari bubuk percikan baja tahan karat yang teroksidasi.AZOM.Diperoleh tanggal 21 Juli 2022 dari https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
Jainisme, Subi.”Metode etsa kimia baru untuk menghilangkan oksida dari bubuk percikan baja tahan karat yang teroksidasi”.AZOM.21 Juli 2022..
Jainism, Subi.”Metode etsa kimia baru untuk menghilangkan oksida dari bubuk percikan baja tahan karat yang teroksidasi”.AZOM.https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.(Diakses 21 Juli 2022).
Jainisme, Subi.2022. Metode etsa kimia baru untuk menghilangkan oksida dari bubuk percikan baja tahan karat yang teroksidasi.AZoM, diakses 21 Juli 2022, https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
Di Advanced Materials pada bulan Juni 2022, AZoM berbicara dengan Ben Melrose dari International Syalons tentang pasar material canggih, Industri 4.0, dan dorongan menuju nol bersih.
Di Advanced Materials, AZoM berbicara dengan Vig Sherrill dari General Graphene tentang masa depan grafena dan bagaimana teknologi produksi baru mereka akan mengurangi biaya untuk membuka dunia aplikasi baru di masa depan.
Dalam wawancara ini, AZoM berbicara dengan Presiden Levicron Dr. Ralf Dupont tentang potensi spindel motor (U)ASD-H25 baru untuk industri semikonduktor.
Temukan OTT Parsivel², pengukur perpindahan laser yang dapat digunakan untuk mengukur semua jenis presipitasi. Alat ini memungkinkan pengguna mengumpulkan data tentang ukuran dan kecepatan partikel yang jatuh.
Environics menawarkan sistem permeasi mandiri untuk tabung permeasi tunggal atau ganda sekali pakai.
MiniFlash FPA Vision Autosampler dari Grabner Instruments adalah autosampler 12 posisi. Ini adalah aksesori otomatisasi yang dirancang untuk digunakan dengan MINIFLASH FP Vision Analyzer.
Artikel ini memberikan penilaian akhir masa pakai baterai litium-ion, dengan fokus pada daur ulang baterai litium-ion bekas yang jumlahnya terus bertambah untuk memungkinkan pendekatan berkelanjutan dan sirkular terhadap penggunaan dan penggunaan kembali baterai.
Korosi adalah degradasi suatu paduan logam akibat paparan lingkungan. Berbagai teknik digunakan untuk mencegah kerusakan akibat korosi pada paduan logam yang terpapar kondisi atmosfer atau kondisi buruk lainnya.
Karena meningkatnya permintaan energi, permintaan bahan bakar nuklir juga meningkat, yang selanjutnya menyebabkan peningkatan signifikan dalam permintaan teknologi inspeksi pasca-iradiasi (PIE).