We 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 poeders bij additive manufacturing.
Onderzoek: verlenging van de levensduur van poeder bij additieve productie: chemisch etsen van spatten van roestvrij staal. Afbeelding tegoed: MarinaGrigorivna/Shutterstock.com
Metal Laser Powder Bed Fusion (LPBF) Spatdeeltjes worden geproduceerd door gesmolten druppeltjes die uit het smeltbad worden verdreven of poederdeeltjes die worden verwarmd 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 nabij de smelttemperatuur oxidatie. Hoewel spatdeeltjes die tijdens LPBF worden uitgeworpen, in ieder geval kort aan het oppervlak smelten, is het waarschijnlijk dat diffusie van vluchtige elementen naar het oppervlak zal optreden, en deze elementen met een hoge affiniteit voor zuurstof produceren dikke oxidelagen.
Aangezien de partiële zuurstofdruk in LPBF gewoonlijk hoger is dan die bij gasverneveling, wordt de mogelijkheid van binding met zuurstof vergroot.
Het is bekend dat spatten van roestvrij staal en nikkellegeringen snel oxideren en eilanden vormen met een dikte tot enkele meters. Bovendien zijn roestvast staal en legeringen op nikkelbasis, zoals die welke oxidespatten van het eilandtype produceren, vaker machinaal bewerkte materialen in LPBF, en door deze methode toe te passen op meer typische LPBF-metaalspatten om aan te tonen dat chemische vernieuwing op de gebruikelijke manier van cruciaal belang is voor Powder.
(a) SEM-beeld van roestvrijstalen spatdeeltjes, (b) experimentele methode van thermisch chemisch etsen, (c) LPBF-behandeling van gedeoxideerde spatdeeltjes. Afbeelding tegoed: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
In deze studie gebruikten de auteurs een nieuwe chemische etstechniek om oxiden van het oppervlak van geoxideerde roestvrijstalen spatpoeders te verwijderen. Metaaloplossing rond en onder oxide-eilanden op het poeder wordt gebruikt als het primaire mechanisme voor oxideverwijdering, wat agressievere oxideverwijdering mogelijk maakt. De spat-, ets- en maagdelijke poeders werden gezeefd tot hetzelfde poedergroottebereik voor LPBF-verwerking.
Het team liet zien hoe oxiden uit roestvaststalen spatdeeltjes kunnen worden verwijderd, met name die welke met behulp van chemische technieken werden geïsoleerd om Si- en Mn-rijke oxide-eilanden op het poederoppervlak te vormen.316L spatten werd verzameld uit het poederbed van LPBF-prints en chemisch geëtst door onderdompeling.Nadat alle deeltjes in hetzelfde groottebereik waren gescreend, verwerkt LPBF ze tot een enkele doorgang met geoptimaliseerde geëtste spatten en nieuw roestvrij staal.
De onderzoekers keken zowel naar de temperatuur als naar twee verschillende etsmiddelen van roestvrij staal. Na screening tot hetzelfde groottebereik werden LPBF-single-tracks gemaakt door vergelijkbare nieuwe poeders, spatpoeders en efficiënt geëtste spatpoeders te gebruiken.
Individuele LPBF-sporen gegenereerd door spatten, etsspatten en ongerept poeder. Het beeld met hoge vergroting laat zien dat de oxidelaag die overheerst op het gesputterde spoor is geëlimineerd op het geëtste gesputterde spoor.
Oxidegebiedsdekking op 316L roestvrijstalen spatpoeder daalde met een factor 10, van 7% naar 0,7% nadat Ralph's reagens gedurende 1 uur in een waterbad tot 65 ° C was verwarmd. Bij het in kaart brengen van het grote gebied toonden EDX-gegevens een verlaging van het zuurstofniveau van 13,5% naar 4,5%.
Geëtste spatten hebben een lagere oxideslakkenlaag op het baanoppervlak in vergelijking met spatten. Bovendien verhoogt chemisch etsen van het poeder de assimilatie van het poeder op de baan. Chemisch etsen heeft het potentieel om de herbruikbaarheid en duurzaamheid van spatten of poeders voor massaal gebruik te verbeteren, gemaakt van veelgebruikte en corrosiebestendige roestvrijstalen poeders.
Over het gehele zeefbereik van 45-63 µm verklaren de overblijvende geagglomereerde deeltjes in de geëtste en niet-geëtste spatpoeders waarom de sporenvolumes van de geëtste en gespatte poeders vergelijkbaar zijn, terwijl de volumes van de originele poeders ongeveer 50% groter zijn. Er werd waargenomen dat geagglomereerde of satellietvormende poeders de bulkdichtheid en dus het volume beïnvloeden.
Geëtste spatten hebben een lagere oxideslakkenlaag op het baanoppervlak in vergelijking met spatten. Wanneer de oxiden chemisch worden verwijderd, vertonen de halfgebonden en kale poeders het bewijs van een betere binding van de gereduceerde oxiden, wat wordt toegeschreven aan een betere bevochtigbaarheid.
Schematische weergave van de voordelen van LPBF-behandeling bij het chemisch verwijderen van oxiden uit opspattend poeder in roestvrijstalen systemen. Uitstekende bevochtigbaarheid wordt bereikt door het elimineren van oxiden. Afbeelding tegoed: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
Samenvattend, deze studie gebruikte een chemische etsprocedure om sterk geoxideerde roestvrijstalen spatpoeders 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 dekking van het oxidegebied op het gespatte poeder.
De auteurs zijn van mening dat chemisch etsen het potentieel heeft om te worden verbeterd en op grotere schaal te worden gebruikt om meerdere hergebruikte spatdeeltjes of LPBF-poeders te vernieuwen, waardoor de waarde van dure op poeder gebaseerde materialen toeneemt.
Murray, JW, Speidel, A., Spierings, A. et al. Verlenging van de levensduur van poeder bij additive manufacturing: chemisch etsen van roestvrijstalen spatten. Additive Manufacturing Letters 100057 (2022). https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772369022000317
Disclaimer: De hier geuite meningen zijn die van de auteur op persoonlijke titel en vertegenwoordigen niet noodzakelijkerwijs de mening 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 gevestigd in Delhi, India. Ze is gepromoveerd in de natuurkunde aan de Universiteit van Delhi en nam deel aan een aantal wetenschappelijke, culturele en sportieve activiteiten. Haar academische achtergrond ligt in materiaalwetenschappelijk onderzoek, gespecialiseerd in de ontwikkeling van optische apparaten en sensoren. Ze heeft uitgebreide ervaring in het schrijven van inhoud, bewerken, experimentele gegevensanalyse en projectbeheer, en heeft 7 onderzoekspapers gepubliceerd in door Scopus geïndexeerde tijdschriften en 2 Indiase patenten aangevraagd op basis van haar onderzoekswerk. Gepassioneerd door lezen, schrijven, onderzoek en technologie, ze houdt van koken, acteren, tuinieren en sporten.
Jainism, Subi. (24 mei 2022). Nieuwe chemische etsmethode verwijdert oxiden uit geoxideerd roestvrij staal spatpoeder. AZOM. Opgehaald op 21 juli 2022 van https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
Jaïnisme, Subi. "Nieuwe chemische etsmethode om oxiden te verwijderen uit geoxideerd roestvrijstalen spatpoeder". AZOM. 21 juli 2022..
Jaïnisme, Subi. "Nieuwe chemische etsmethode om oxiden te verwijderen uit geoxideerd roestvrijstalen spatpoeder". AZOM.https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143. (Betreden op 21 juli 2022).
Jaïnisme, Subi.2022.Nieuwe chemische etsmethode om oxiden te verwijderen uit geoxideerd roestvrijstalen spatpoeder.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, Industry 4.0, en de drang naar net zero.
Bij Advanced Materials sprak AZoM met General Graphene's Vig Sherrill over de toekomst van grafeen en hoe hun nieuwe productietechnologie de kosten zal verlagen om in de toekomst een hele nieuwe wereld van toepassingen te openen.
In dit interview praat AZoM met Levicron-president Dr. Ralf Dupont over het potentieel van de nieuwe (U)ASD-H25-motorspindel voor de halfgeleiderindustrie.
Ontdek de OTT Parsivel², een laserverplaatsingsmeter die kan worden gebruikt om alle soorten neerslag te meten. Hiermee kunnen gebruikers gegevens verzamelen over de grootte en snelheid van vallende deeltjes.
Environics biedt op zichzelf staande permeatiesystemen voor enkelvoudige of meervoudige 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.
Dit artikel geeft een end-of-life-evaluatie van lithium-ionbatterijen, 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 als gevolg van blootstelling aan de omgeving. Er worden verschillende technieken gebruikt om corrosieverslechtering van metaallegeringen die worden blootgesteld aan atmosferische of andere ongunstige omstandigheden te voorkomen.
Door de toenemende vraag naar energie neemt ook de vraag naar splijtstof toe, wat verder leidt tot een forse toename van de vraag naar post-bestralingsinspectie (PIE) technologie.