Wij gebruiken cookies om uw ervaring te verbeteren. Door verder te bladeren op deze site gaat u akkoord met ons gebruik van cookies.Meer informatie.
In een recent artikel gepubliceerd in het tijdschrift Additive Manufacturing Letters bespreken onderzoekers het nut van chemisch geëtste roestvrijstalen spatten voor het verlengen van de levensduur van poeder in additieve productie.
Onderzoek: Verlenging van de levensduur van poeder in additieve productie: chemisch etsen van spatwater van roestvrij staal. Beeld: MarinaGrigorivna/Shutterstock.com
Metaallaserpoederbedfusie (LPBF) Spatdeeltjes ontstaan ​​door gesmolten druppels die uit het smeltbad worden uitgestoten, of door poederdeeltjes die worden verhit tot nabij of boven het smeltpunt terwijl ze door de laserstraal gaan.
Ondanks het gebruik van een inerte omgeving, bevordert de hoge reactiviteit van het metaal in de buurt van de smelttemperatuur oxidatie. Hoewel spatdeeltjes die tijdens LPBF worden uitgestoten, ten minste kortstondig aan het oppervlak smelten, is het waarschijnlijk dat diffusie van vluchtige elementen naar het oppervlak optreedt en deze elementen met een hoge affiniteit voor zuurstof produceren dikke oxidelagen.
Omdat de partiële zuurstofdruk in LPBF doorgaans hoger is dan bij gasatomisering, is de kans op binding met zuurstof groter.
Het is bekend dat spatten van roestvast staal en nikkelgebaseerde legeringen snel oxideren, waarbij eilandjes van meters dik ontstaan. Bovendien worden roestvast staal en nikkelgebaseerde legeringen, zoals de soorten die oxidespatten in eilandjes produceren, vaker bewerkt bij LPBF. Door deze methode toe te passen op meer typische LPBF-metaalspatten, wordt aangetoond dat chemische vernieuwing van cruciaal belang is om het poeder op de gebruikelijke manier te verversen.
(a) SEM-afbeelding van spatdeeltjes van roestvrij staal, (b) experimentele methode van thermisch chemisch etsen, (c) LPBF-behandeling van gedeoxideerde spatdeeltjes. Beeldcredits: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
In deze studie gebruikten de auteurs een nieuwe chemische ettechniek om oxiden van het oppervlak van geoxideerd roestvrij staal te verwijderen. Het oplossen van metaal rondom en onder de oxide-eilandjes op het poeder wordt gebruikt als primair mechanisme voor het verwijderen van oxide, wat een agressievere verwijdering van oxide mogelijk maakt. De spat-, ets- en nieuwe poeders werden gezeefd tot hetzelfde poedergroottebereik voor LPBF-verwerking.
Het team liet zien hoe oxiden uit spatdeeltjes van roestvrij staal verwijderd kunnen worden, met name de oxiden die geïsoleerd zijn met behulp van chemische technieken om Si- en Mn-rijke oxide-eilanden te vormen op het poederoppervlak. 316 liter spat werd verzameld uit het poederbed van LPBF-prints en chemisch geëtst door middel van onderdompeling. Nadat alle deeltjes op hetzelfde groottebereik waren gescreend, verwerkt LPBF ze in één doorgang met geoptimaliseerde geëtste spat en nieuw roestvrij staal.
De onderzoekers keken naar de temperatuur en naar twee verschillende etsmiddelen voor roestvrij staal. Nadat ze waren gescreend tot hetzelfde groottebereik, werden LPBF-enkele sporen gemaakt door gebruik te maken van vergelijkbare nieuwe poeders, spatpoeders en efficiënt geëtste spatpoeders.
Individuele LPBF-sporen gegenereerd uit spatten, etsspatten en puur poeder. De afbeelding met hoge vergroting laat zien dat de oxidelaag die overheerste op het gesputterde spoor, is geëlimineerd op het geëtste gesputterde spoor. Het oorspronkelijke poeder toonde aan dat er nog steeds enkele oxiden aanwezig waren. Afbeelding: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
De oxideoppervlaktedekking op spatpoeder van roestvrij staal 316L nam met een factor 10 af, van 7% naar 0,7% nadat Ralph's reagens gedurende 1 uur werd verhit tot 65 °C in een waterbad. Bij het in kaart brengen van het grote oppervlak lieten EDX-gegevens een verlaging van het zuurstofgehalte zien van 13,5% naar 4,5%.
Geëtste spatten hebben een lagere oxideslaklaag op het oppervlak van de baan in vergelijking met spatten. Bovendien zorgt chemisch etsen van het poeder ervoor dat het poeder beter wordt opgenomen door de baan. Chemisch etsen kan de herbruikbaarheid en duurzaamheid van spatten of massaal gebruikte poeders, gemaakt van veelgebruikte en corrosiebestendige roestvaste staalpoeders, verbeteren.
Over het gehele zeefgroottebereik van 45-63 µm verklaren de overgebleven geagglomereerde deeltjes in de geëtste en ongeëtste spatpoeders waarom de sporenvolumes van de geëtste en gespetterde poeders vergelijkbaar zijn, terwijl de volumes van de oorspronkelijke poeders ongeveer 50% groter zijn. Er werd waargenomen dat geagglomereerde of satellietvormende poeders de bulkdichtheid en dus het volume beïnvloedden.
Geëtste spatten hebben een lagere oxideslaklaag op het oppervlak van de baan vergeleken met spatten. Wanneer de oxiden chemisch worden verwijderd, vertonen de halfgebonden en kale poeders bewijs van betere binding van de gereduceerde oxiden, wat wordt toegeschreven aan betere bevochtigbaarheid.
Schematische weergave van de voordelen van LPBF-behandeling bij het chemisch verwijderen van oxiden uit spatpoeder in roestvrijstalen systemen. Uitstekende bevochtigbaarheid wordt bereikt door oxiden te elimineren. Afbeelding: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
Samenvattend kan gesteld worden dat in deze studie een chemische etsprocedure werd gebruikt om sterk geoxideerd spatpoeder van roestvrij staal chemisch te regenereren door onderdompeling in Ralph's reagens, een oplossing van ijzerchloride en koperchloride in zoutzuur. Er werd waargenomen dat onderdompeling in de verwarmde Ralph-etsmiddeloplossing gedurende 1 uur resulteerde in een 10-voudige vermindering van de oxideoppervlaktebedekking op het gespatte poeder.
De auteurs zijn van mening dat chemisch etsen verbeterd en op grotere schaal toegepast kan worden om meerdere hergebruikte spatdeeltjes of LPBF-poeders te vernieuwen, waardoor de waarde van dure poedergebaseerde materialen toeneemt.
Murray, JW, Speidel, A., Spierings, A. et al. Verlenging van de levensduur van poeder in additieve productie: chemisch etsen van spat van roestvrij staal. Additive Manufacturing Letters 100057 (2022). https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772369022000317
Disclaimer: De hier geuite meningen zijn die van de auteur in zijn persoonlijke hoedanigheid en vertegenwoordigen niet noodzakelijkerwijs de meningen van AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, de eigenaar en exploitant van deze website. Deze disclaimer maakt deel uit van de gebruiksvoorwaarden van deze website.
Surbhi Jain is een freelance technisch schrijver woonachtig in Delhi, India. Ze heeft een Ph.D. Ze behaalde haar doctoraat in de natuurkunde aan de Universiteit van Delhi en nam deel aan een aantal wetenschappelijke, culturele en sportieve activiteiten. Haar academische achtergrond ligt in materiaalkundig onderzoek, gespecialiseerd in de ontwikkeling van optische apparaten en sensoren. Ze heeft ruime ervaring in het schrijven van content, redactie, experimentele data-analyse en projectmanagement en heeft 7 onderzoeksartikelen gepubliceerd in door Scopus geïndexeerde tijdschriften en 2 Indiase patenten aangevraagd op basis van haar onderzoekswerk. Ze heeft een passie voor lezen, schrijven, onderzoek en technologie en houdt van koken, acteren, tuinieren en sporten.
Jaïnisme, Subi. (24 mei 2022). Nieuwe chemische etmethode verwijdert oxiden uit geoxideerd spatpoeder van roestvrij staal. AZOM. Opgehaald op 21 juli 2022 van https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
Jaïnisme, Subi. "Nieuwe chemische etmethode voor het verwijderen van oxiden uit geoxideerd roestvrij staalspattenpoeder". AZOM. 21 juli 2022.
Jaïnisme, Subi. “Nieuwe chemische etmethode om oxiden uit geoxideerd roestvrij staalspattenpoeder te verwijderen”. AZOM.https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143. (Geraadpleegd op 21 juli 2022).
Jaïnisme, Subi.2022. Nieuwe chemische etmethode voor het verwijderen van oxiden uit geoxideerd roestvrij staalpoeder. AZoM, geraadpleegd op 21 juli 2022, https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
Op Advanced Materials in juni 2022 sprak AZoM met Ben Melrose van International Syalons over de markt voor geavanceerde materialen, Industrie 4.0 en de opmars naar netto nul.
Bij Advanced Materials sprak AZoM met Vig Sherrill van General Graphene over de toekomst van grafeen en hoe hun nieuwe productietechnologie de kosten zal verlagen en in de toekomst een geheel nieuwe wereld aan toepassingen zal ontsluiten.
In dit interview spreekt AZoM met Dr. Ralf Dupont, president van Levicron, over de mogelijkheden van de nieuwe (U)ASD-H25-motorspindel voor de halfgeleiderindustrie.
Ontdek de OTT Parsivel², een laserverplaatsingsmeter waarmee u alle soorten neerslag kunt meten. Hiermee kunt u gegevens verzamelen over de grootte en snelheid van vallende deeltjes.
Environics biedt zelfstandige permeatiesystemen voor één of meerdere permeatiebuizen voor eenmalig gebruik.
De MiniFlash FPA Vision Autosampler van Grabner Instruments is een autosampler met 12 posities. Het is een automatiseringsaccessoire dat is ontworpen voor gebruik met de MINIFLASH FP Vision Analyzer.
In dit artikel wordt een evaluatie van het einde van de levensduur van lithium-ionbatterijen gegeven, met de nadruk op het recyclen van het toenemende aantal gebruikte lithium-ionbatterijen om duurzame en circulaire benaderingen van het gebruik en hergebruik van batterijen mogelijk te maken.
Corrosie is de degradatie van een legering door blootstelling aan de omgeving. Er worden verschillende technieken gebruikt om corrosie van metaallegeringen die worden blootgesteld aan atmosferische of andere ongunstige omstandigheden te voorkomen.
Door de toenemende vraag naar energie, stijgt ook de vraag naar kernbrandstof, wat leidt tot een aanzienlijke toename in de vraag naar technologie voor nabestralingsinspectie (PIE).