加法制造的粉末测试的重要性

在这次采访中,杰米•克莱顿弗里曼技术,业务主管谈判AZoMaterials加法制造的粉末测试的重要性。亚博网站下载

加法制造粉末测试的重要性是什么(我)?

能够贴切地测试我粉原料直接支持关键行业的挑战,如有效的供应链管理,流程优化,新原料开发和粉末回收/重用。我们所说的有关测试产生的结果与过程性能和/或打印质量可靠和敏感。测试结果,使粉末性能的预测一个特定的应用程序。另一种选择是过度依赖打印试验,打印和看到的方法。但这是费时,昂贵的,对于新材料往往不可行。亚博网站下载

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因为状工业意义的过程,如粘结剂喷射和粉床融合,是处理器早已认识到,这需要有效的粉末描述。先锋已经投入巨资开发适当的规范,遵循轨迹,反映其他粉加工行业的进展。最早的规范仅仅集中在粒子属性,但是散装粉属性被添加后不久。

粒子属性如大小、形态和容易衡量,但相关隔离,他们很少足以区分新鲜原料和/或回收的影响。是过程是严格的在流动性方面,覆盖性,包装行为,应对热,当然,化学。离开化学除了这些行为可以与粒子的大小和形态有关,一个典型的例子就是大,比细球形粉末往往更容易流动,不规则类似但不是在某种程度上,我们可以从评估预测散装粉行为粒子属性。测量是务实的选择。用适当的粉末测试,我们可以贴切地量化定义散装粉行为和使用它们来帮助预测印刷适性和印刷质量。

我们能从粉属性预测印刷适性吗?如果是这样,如何?

印刷适性是一个关键的第一个障碍对于任何新鲜或回收粉。通过印刷适性,我们的意思是易于处理。我们想要回答这个问题,我可以打印,以可接受的速度,并没有频繁的打印机堵塞?

对一些人来说,这个问题是一个粉行为——覆盖性的同义词。粘结剂喷射和粉床融合,传播的粉末均匀层只有几十微米厚是关键的一步。所以,应当关注覆盖性。然而,在这些过程中,粉末从饲料漏斗也必须放弃自由,传播之前,并把有效和迅速穿上军装的层,实现高吞吐量的印刷。关注覆盖性排除所有其他属性是不明智的。

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还有一个交替使用流动性和铺展性这两个概念的倾向。衡量流动性的方法有很多,铺展性和流动性之间的关系,但他们属于不同的行为,能自由流动的粉末将迫使条件下不一定容易传播,可能适用于重新涂。批判性评估的相关性在评估替代粉末流动性的措施是至关重要的。

在这种背景下,我强调承诺工作的适用性(AMS)预测印刷适性。

研究高等技术师范学院¹相比的性能三个商业Ti-6Al-4V供应激光粉末床融合打印机。这些物资都是精心挑选,使独立调查的粒子大小和形状的影响。散装粉然后使用FT4粉流变仪测量®获得更多相关的理解大小和形状的影响,和印刷性能是否可以预测。七散装粉性质被确定为相关:基本流动性能源(BFE)描绘洪涝频发,特定的能量,和加气能量,所有动态粉末特性、压缩性、渗透率、体积密度、剪切特性和凝聚力。正常化的所有这些参数值组合成一个AMS因素被用来排名三个粉末的性能。打印试验证实了这个排名较低的AMS值的有效性安全地与粉末与更好的加工性能。与粉末AMS值较低的更具体地说,它是可能的与深层打印,增加潜在的吞吐量。

这种方法使用一个AMS因素随后研究人员采用Oerlikon评估混合的加工性能原位在激光合金化粉末床上融合的过程²。这组还得出结论,一个AMS因素可以提供加工性能的一个可靠指标的增加体重的概念组合多个相关属性对健壮的评估。之间存在密切的平价这些研究对选定的参数定义一个AMS因素尽管确切的参数有所不同。需要注意的一个关键点是,动态、剪切、和大部分属性包含在每种情况下,突出的潜在价值FT4粉流变仪相结合的所有必需的功能。

FT4粉流变仪

图片来源:弗里曼技术

总之,我建议我们可以预测印刷适性与合理程度的成功提供,我们使用一个适当的属性集合,捕获所有相关的行为。结合动态、体积和剪切特性已被证明成功的在这方面虽然还有改进的空间为不同的应用程序和流程的方法,可能通过不平等权重不同的参数。

我们能够预测从粉打印质量属性?你能指出成功的很好的例子吗?

超越的问题是否可以打印与特定的粉是如何控制印刷质量的更大的问题,以及如何操作打印组件的属性。我们朝着能够预测打印质量但比预测印刷适性和多方面的粉测试无疑是必需的。

在粉均匀层沉积的基础是良好的打印质量,创建一个直接联系加工性能和印刷质量。然而,还有潜在的散装粉属性影响过程遵循沉积。例如,烧结和熔化行为是影响传热通过与粘结剂喷射的床上,有类似问题的粘合剂渗透。通常情况下,我们的目标是生产组件与一个理想的机械性能组合——通常包括高强度——严格的公差。有关这些目标回到早些时候讨论有关粉属性突出粒子的重要性成批包装行为量化参数如密度、渗透性和压缩性。高效的包装最小化气泡在床上,进而在成品融合缺陷的风险,但同时提高传热效率,可能使其难以精确加热来实现良好的尺寸精度。

虽然这一层的复杂性使打印质量预测困难,有越来越多的证据证明,成功。

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例如,低AMS因素已经安全地与卓越的打印属性以及印刷适性强调这种方法的优点¹。多方面的测试也用于建立一个规范对铬镍铁合金粉末激光金属沉积在航空航天工业中的应用³。在这里,建议添加动态流动性能BFE现有规范基于粒度和描绘洪涝频发大厅流动指数支持健壮的粉末原料的选择能够提供所需的打印质量。切换到聚合物,特别是聚酰胺,DeMontfort大学的一项研究⁴表现出很强的相关性之间BFE和机械性能,如抗拉强度描绘洪涝频发和表面硬度在选择性激光烧结试验。同时,尺寸精度之间的反比关系/一致性和粒子包装指标凸显了需要评估和优化多个粉属性来实现打印质量目标。

是粉的产业最大化其使用测试了吗?

整个行业可能是尚未提取尽可能多的价值从粉测试可能但有食欲改变和一些很好的实践指的带路。

例如,全球领袖ExOne粘结剂喷射有健壮的金属粉末规格印刷适性好几年了。他们使用FT4粉流变仪开发规范,包括动态(稳定指数和流量指数),剪切(凝聚力和壁摩擦角),和散装粉属性(渗透性和压缩性)。公司可以评估使用印刷适性试验之前,给出一个可供选择的原料,客户材料,或开发的原料。这种加速进步和材料供应不足时特别有用。

我们最近还听到专家在赢创同样使用FT4描述聚合物粉末被优化3 d打印。他们引用打印机储蓄约两个月的时间发展的一个新的聚合物粉末由于能够缩小的多达500配方粉的基础上测试。这是一个很大的储蓄,不仅对时间也从减少浪费的角度,一个日益重要的目标。

这样的公司,投资建立健全规范有一个真正的优势时原料的速度和流程优化为一个特定的应用程序,并在建立可靠的供应链。区分替代供应敏感和贴切地的能力是至关重要的在确定最具成本效益的选择。

任何建议或预测粉在我测试?

未来似乎粉测试将变得更加标准化。我相信,多方面的测试和规范在这里留下来,因为成功已经证明,因为它似乎直观合理。捕捉复杂的行为我们期望的粉末是只有一个或两个指标,或者较低的灵敏度指标是不现实的。我的观点是,技术和属性将逐渐获得在规范的基础上成功的共识和重量的证据。我们理解铺展性等关键行为近年来有了较大的改善,但它可能是,最终,我们有专门的工具行业等非常具体的行为。更安全的预测的价值肯定会保证行业持续增长。

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我建议任何人在我想煽动粉测试寻找明确的证明方法措施性质与性能指标。对我来说最好的研究那些粉性质的影响跟踪通过参数真实正确,经济重要性的能力检测一块粉,打印机,在它之前,使用厚层增加吞吐量,降低表面粗糙度的完成组件或增加其抗拉强度。相比之下,简单试验表明之间的相关性,例如,一个流动性指标和一个不明确的衡量的覆盖性仍过于常见,大幅减少。

最后,我想说,不要低估的价值相关的粉测试。能够快速而可靠地选择原料,或优化回收策略,没有没完没了的打印试验,可以带来可观的经济收益,显著提高竞争力在这个迷人的,还是发展的行业。

进一步的阅读

• 下载加法制造的粉末流测试为深入了解这一主题包括大量案例研究数据或者AMS因素阅读我们的更多信息应用注。
• 的帐面价值与赢创的专家圆桌讨论的话题粉测试是可用的在这里。

关于杰米·克莱顿

杰米·克莱顿是粉描述公司业务总监弗里曼技术,基于图克斯伯里公司的总部,英国。他毕业于谢菲尔德大学控制工程学位和负责公司的整体管理活动,包括研发、生产、销售和客户支持团队。

与该公司期间,杰米已经与几个学术团体担任导师和ASTM F42是一个活跃的成员。杰米也是一个定期撰稿人会议和研讨会的主题粉流变学和与客户密切合作公司的技术的应用。

弗里曼技术

弗里曼技术专注于系统测量粉末的流动性质,有超过15年的经验在粉流和粉描述。专家团队提供全面的支持与公司的一系列产品。

世界各地的系统安装在各种各样的行业。他们提供的数据,最大化的过程和产品理解,加快研发和配方对成功的商业化,并支持的长期优化粉末的过程。

弗里曼技术、微粒学公司总部位于格洛斯特郡,英国,操作和关键的全球地区分销伙伴。

2007年,公司收到女王的企业奖2012年在创新和女王的在国际贸易中企业奖。www.freemantech.co.uk

引用

1. S.E. Brika粒子形态和大小分布等的影响粉流动性和激光粉床上融合Ti-6Al-4V合金的可制造性。加法制造31 (2020)100929
2. 硕士Knieps et al的原位合金化粉末床融合:粉末形态的作用垫Sci和Eng807 (2021)140849
3. l . Markusson粉加法制造过程的表征的学位项目。2017年出版。可用的视图:https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1084670 FULLTEXT01.pdf
4. r . Baserinia等机械性能的关联聚酰胺粉末流动性互换配件的粉技术398 (2022)117147