激光金属沉积过程中粉末静电学研究

使用颗粒材料和细粉末在工业应用中是常见的亚博网站下载。

为了适当地控亚博网站下载制和优化加工方法，必须对这些材料进行精确的表征，表征方法通常与颗粒特性(例如粒度测量、化学成分或形态)或散装粉末的行为(例如流动性、共混稳定性、密度、或静电属性)。

然而，当涉及到分析散装粉末的物理行为时，质量控制或研发实验室中常用的大多数技术都是基于长期存在的、通常过时的测量技术。

Granutools花了过去十年的更新这些技术，以满足当代生产部门和研发实验室的要求。

测量过程已经越来越自动化，严格的初始化方法的发展已经取得了比以往任何时候都更容易的可解释和可重复的结果。图像分析技术在提高测量精度方面也是中央。

许多行业已经在许多不同的领域使用GranuTools的工具;例如，食品加工、添加剂制造、药品和散装物料处理。

使用金属粉末时粉末添加剂制造已经是常见的。该技术在使用标准加工时，该技术越来越多地利用制造结构往往太复杂的部件。

已经开发了许多粉末的添加剂技术;例如，粘合剂滴，粉末床中的颗粒局部融合，或熔融金属的连续沉积。yabo214

无论使用的技术如何，必须通过打印机中的各种工艺阶段传送粉末。当粉末流过打印机时，与输送材料和晶粒之间的多个触点将导致粉末内部的电荷积聚。这是由于摩擦效应。

由于电荷密度增加，可能出现粉末性能的静电相关减少，导致可加工性问题。彻底了解有助于充电积累的不同的过程阶段可以实现粉末类添加剂制造领域的持续改进。

在这里概述的研究中，GranuCharge被用于研究金属粉末通过激光金属沉积(LMD)机的各个部分时的静电充电。

在粉末输送阶段的各个位置获得粉末样品，促进他们对电荷堆积的各个影响的评估。本研究还旨在突出粉末分配器速度对任何充电堆积的影响。

GranuCharge

静电电荷将产生在粉末内部流动。这是摩擦电效应的结果，摩擦电效应本质上是两个固体接触时的电荷交换。

作为装置内的粉末流动（例如，筒仓，混合器或传送器），将在晶粒本身之间的接触处以及晶粒和装置之间的接触处发生摩擦电效应。

因此，用于构造装置的材料的性质和所用粉末的特性是重要的参数。

胶片仪器（图1）能够在流动期间自动测量并精确地量化粉末内部产生的静电电荷，并且当与所选材料接触时。

该方法涉及在振动V管内流动的粉末样品，落入已经连接到电镜的法拉第杯中。电极计用于测量粉末在V管内流动的任何电荷。旋转或振动装置用于定期馈送V管，从而确保可再现结果。

数字1.Granucharge图片。图片来源:Granutools

LMD机

这里描述的研究采用光束模400 LMD机器。粉末通过机器内输送的不同阶段（图2），最初在被传送到喷嘴之前从粉末分配器流出。

然后粉末流过喷嘴，在沉积之前被激光熔化。每个阶段都有摩擦充电的潜力，导致粉末充电密度的增加。

图2。在本研究中使用的光束模400。图片信用：Safran

Granucharge分析

试验协议

粉末电荷密度使用妊娠阶段的妊娠阶段测量：分配器输出，喷嘴和喷嘴之后。

在每次测量过程中，通过机管直接倒入甘蔗杯中（图3）。使用延伸延伸，以便将法拉第杯重新定位到矩形的外部。

准确地测量杯内到达的总电荷和质量。分销商速度最初设定为0.68 rpm，最大速度的20％为3.4rpm。速度变化，以评估其对粉末内的电荷积聚的影响。

图3。测量粉末电荷密度的打印机位置。图片信用：Safran

实验结果

图4示出了该方法的每个阶段的测量粉末电荷密度。在经销商的输出，粉末表现出0.39nc / g的电荷密度。这表明通过分配器的流动导致粉末内的电荷积聚。

然而，喷嘴前粉末的装药密度显著降低。这意味着在通过分布器和喷嘴之间的管道进行输送时，电荷会消散。最后，通过喷嘴的流动继续耗散电荷，导致在输出端有轻微的负电荷密度。

图4。测量了不同工艺位置的电荷密度。图片来源:Granutools

我们注意到，通过管道和喷嘴输送粉末在摩擦充电方面有一定的好处，因为这一过程有助于静电电荷的消散。很明显，分配器是负责电荷积聚的过程的一部分。

进一步调查是对经销商对粉末充电的影响。在一系列经销商速度下进行测量。图5显示了用矩形测量的充电密度。

提供了多种分配器速度的数据，其范围为最大分配器速度的10％至30％（3.4 rpm）。

这些结果表明，分配器速度对粉末内的电荷积聚具有相当大的影响 - 分配器的速度越高，分配器输出的粉末的电荷密度越高。图5显示了该数据的最佳线性拟合。

在所研究的速度范围内，电荷密度随分布器速度的线性变化。因此，在高分布速度下处理的粉末预计会表现出与静电有关的粉末性能下降。

数字5：分布器速度对粉末装药密度的影响。虚线表示数据的最佳线性拟合。图片来源:Granutools

结论

的Granucharge仪器研究了LMD过程中粉末输送对铬镍铁合金718粉末装药过程的影响。在分布器输出处、分布器与喷嘴之间输送后以及流经喷嘴后，测量了粉末的荷电密度。

这项研究的主要结果是：

• 分配器促使粉末中电荷积聚。
• 更高的分布速度导致更高的电荷密度在输出的粉末。
• 输送到喷嘴和喷嘴本身有助于降低电荷密度。

GranuCharge仪器便于精确研究粉体在整个过程中的各个点的静电充电。这为在整个过程中避免静电充电提供了新的优化前景。

参考文献

1. 颗粒流的层流分离特性，G. Lumay, F. Boschin, R. clots, N. Vandewalle，粉末技术234,32-36(2013)。
2. 水分和静电电荷对粉末流量的综合作用，A. Rescaglio，J.Schockmel，N.Vandewalle和G. Lumay，EPJ网页140,13009（2017）。
3. 磁化粉末的压实动力学，G. Lumay, S. Dorbolo和N. Vandewalle，物理评论E 80,041302(2009)。
4. 各向异性颗粒材料的压实：实验和模拟，G. Lumay和N. Vande亚博网站下载walle，物理评论E 70,051314（2004）。
5. 湿颗粒组合体的压实动力学，J. E. fisina, G. Lumay, F. Ludewig and N. Vandewalle，物理评论快报105,048001(2010)。
6. 电场对间歇粒状流动，E.MERSCH，G. Lumay，F.Boschini和N.Vandewalle的影响，物理评论E 81,041309（2010）。
7. 相对空气湿度对乳糖粉末流动性的影响，G. lumay，K。培训，F.Boschini，V.Deraval，A. Rescaglio，R.Cloots和N.Vandewalle，药物递送科学和技术杂志35,207亚博老虎机网登录-212（2016）。
8. 不同尺度下颗粒压实动力学的实验研究:颗粒流动性、六角形域和填充分数，G. Lumay和N. Vandewalle，物理学报95,028002(2005)。
9. 粉末和粒状材料的流动能力，可从动力龙头密度测量中证明，K。··塔拉，R.Clo亚博网站下载ots，S.Bontempi，G. Lumay，N.Vandewalle和F. Boschini，Powds Technology，235,842-852（2013）。
10. 旋转鼓，G. Lumay和N. Vandewalle的磁化颗粒流，物理评论E 82,040301（R）（2010）。
11. 摩擦电荷如何修改粉末流动性，A. Rescaglio，J.Schockmel，F. Francqui，N. Vandewalle和G. Lumay，北欧流变学会的年度交易25,17-21（2016）。
12. 黏结力对颗粒团聚体宏观性质的影响，G. Lumay, J.费西纳，F. Ludewig and N. Vandewalle, AIP Conference Proceedings 1542,995(2013)。
13. 将压实动力学与粉末流动特性联系起来，G. Lumay, N. Vandewalle, C. Bodson, L. Delattre和O. Gerasimov, Applied Physics Letters 89,093505(2006)。
14. 连接乳糖粉的流动性和粒度测量，F.Boschini，V.Delaval，K。·········塔拉，N.Vandewalle和G. Lumay，国际医学杂志494,312-320（2015）。
15. 关键词:粉末和颗粒;流动性能;Remy, R. Cloots, N. Vandewalle，粉末技术224,19-27(2012)。
16. 碳纳米管在旋转圆筒中的运动:动态休息角和床的行为图，S. L. Pirard, G. Lumay, N. vandewale, J-P。Pirard，化学工程学报146,143-147(2009)。
17. 陶瓷基板上的莫来石涂层:用于反应等离子喷涂复合颗粒喷雾干燥的Al2O3-SiO2悬浮液的稳定，A. Schrijnemakers, S. André， G. Lumay, N. Vandewalle, F. Boschini, R. clots and B. Vertruyen, Journal of European ceramic Society 29, 2169-2175(2009)。
18. 关键词:纳米材料，纳米材料，多孔植入体，流变性能Kruth, J. Schrooten, R. clots, F. Boschini, G. Lumay, J. Luyten，粉末技术283,199-209(2015)。
19. 粒状材料通过孔口，C.Mankoc，A.Janda，亚博网站下载R.Arévalo，J.M.牧师，I. Zuriguel，A.Garcimartín和D.Maza，颗粒物质9，P407-414（2007）。
20. 晶粒形状，摩擦和粘合对粒状压实动态的影响，N.Vandewalle，G.Lumay，O. Gerasimov和F. Ludewig，欧洲的物理期刊E（2007）。

此信息已采购，审核和调整砂质提供的材料。亚博网站下载

有关此来源的更多信息，请访问砂轮。