增材制造用金屬粉末特性的表征，有哪些先進(jìn)的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)？(2)
時(shí)間：2022-12-21 10:38 來(lái)源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
振實(shí)密度分析
由于測(cè)量簡(jiǎn)單快速，振實(shí)密度是一種非常流行的金屬粉末表征測(cè)量方法。粉末樣品在水龍頭下堆積的能力暗示了它的粉末粘性，這可能與其流動(dòng)性有關(guān)。因此，可以很容易地對(duì)粉末進(jìn)行分類(lèi)以進(jìn)行質(zhì)量控制和工藝優(yōu)化。表觀密度和振實(shí)密度測(cè)量方法已得到很好的標(biāo)準(zhǔn)化（國(guó)標(biāo)見(jiàn)GB/T
1479，外標(biāo)見(jiàn)ISO 3953 或 ASTM B527）。然而，雖然廣泛使用，但這些流程是基于舊的儀器設(shè)置和程序，導(dǎo)致缺乏準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。此外，粉末回收和表面狀態(tài)（即氧化層）的改性會(huì)導(dǎo)致粉末特性發(fā)生小的變化，這些方法無(wú)法追蹤。因此，需要更準(zhǔn)確和可重復(fù)的表征方法來(lái)開(kāi)發(fā)和改進(jìn)粉末原料的生產(chǎn)、儲(chǔ)存和加工方案。
考慮到這一點(diǎn)，Granutools 根據(jù)最近的基礎(chǔ)研究結(jié)果 [4、5、6、7] 開(kāi)發(fā)了一種改進(jìn)的振實(shí)密度測(cè)量裝置GranuPack（圖 7）。
△圖 7 GranuPack 全自動(dòng)測(cè)量表觀振實(shí)密度、所謂的豪斯納比、卡爾指數(shù)和高分辨率的完整堆積曲線。 它有兩種型號(hào)：經(jīng)典款（用于在室溫下進(jìn)行測(cè)量）和高溫款（用于在室溫和 200°C 之間進(jìn)行測(cè)量）
專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的初始化協(xié)議可確保對(duì)操作員的依賴(lài)性較低，而自動(dòng)粉末體積測(cè)量可在每次輕敲后準(zhǔn)確評(píng)估堆積密度。圖 8
顯示了當(dāng)前 ASTM B527 標(biāo)準(zhǔn)與 GranuPack 方法的比較結(jié)果。GranuPack
方法的重現(xiàn)性得到改善，從三個(gè)獨(dú)立測(cè)量中獲得的較小誤差條清楚地證明了這一點(diǎn)。
△圖 8 使用 GranuPack Classic 和標(biāo)準(zhǔn)化 ASTM B527 程序?qū)煞N金屬增材制造粉末測(cè)量的 Hausner 比率。誤差條是圍繞三個(gè)獨(dú)立測(cè)試計(jì)算的平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差
同樣，Granutools 的目標(biāo)是通過(guò)改進(jìn)的初始化協(xié)議消除對(duì)人工測(cè)試的依賴(lài)性，并使用了電感式傳感器而不是 ASTM B527標(biāo)準(zhǔn)中通過(guò)目測(cè)讀數(shù)來(lái)測(cè)量粉末高度，從而大幅提高測(cè)量的可重復(fù)性。
除了這些改進(jìn)之外，Granutools 儀器還提供了許多遠(yuǎn)勝傳統(tǒng)測(cè)量?jī)x器的新功能。例如，GranuPack
用戶(hù)可以測(cè)量出所謂的增材制造粉末的 Hausner 比率和 Carr
指數(shù)，還可以獲得完整的堆積曲線，從而使他們能夠研究粉末堆積的動(dòng)態(tài)行為。這些信息對(duì)于預(yù)測(cè)重涂期間的層密度和均勻性至關(guān)重要。因此，GranuPack
提供了標(biāo)準(zhǔn)化振實(shí)密度程序的現(xiàn)代更新版本。
粉末電荷分析儀
粉末在流動(dòng)狀態(tài)下會(huì)產(chǎn)生大量的靜電荷，這種電荷的出現(xiàn)是由摩擦起電效應(yīng)（triboelectriceffect）引起的—在兩種固體的接觸處發(fā)生電荷交換。當(dāng)粉末在料倉(cāng)、攪拌機(jī)、傳送帶等設(shè)備內(nèi)流動(dòng)時(shí)，在顆粒與設(shè)備的接觸處以及顆粒之間的接觸處都會(huì)發(fā)生摩擦起電效應(yīng)。因此，粉末的特性以及用于開(kāi)發(fā)設(shè)備的材料的性質(zhì)被認(rèn)為是至關(guān)重要的參數(shù)。
Granutools最新開(kāi)發(fā)的GranuCharge儀器能夠準(zhǔn)確地自動(dòng)測(cè)量粉末在與所選材料接觸時(shí)產(chǎn)生的靜電荷數(shù)量。粉末樣品在振動(dòng)的V型管內(nèi)流動(dòng)后，落在法拉第杯中，并與測(cè)電器相連。粉末在V型管內(nèi)流動(dòng)時(shí)獲得的電荷由電子測(cè)量?jī)x測(cè)量。一個(gè)振動(dòng)或旋轉(zhuǎn)的裝置被用來(lái)連續(xù)地給V型管送電，以獲得可重復(fù)的結(jié)果。
△GranuCharge儀器
該設(shè)備主要具有以下優(yōu)點(diǎn)：
- 測(cè)量快速、簡(jiǎn)單、易于解釋
- 能夠確定粉末的初始裝填量和流動(dòng)后的裝填量
- 重復(fù)性高（誤差約4%），精度高（精度約0.5nC）
- 配有直觀的軟件，通過(guò)時(shí)間確定電荷量。此外，該軟件可以進(jìn)行結(jié)果比較，對(duì)于后處理，所有數(shù)據(jù)都是自動(dòng)收集和儲(chǔ)存的
- 為了安全需要，提供了一個(gè)封閉的系統(tǒng)
- 數(shù)據(jù)可以很容易地傳輸，報(bào)告可以自動(dòng)生成
- 有可能控制環(huán)境條件，如濕度、溫度、選定的氣體等
- 部件可以很容易地被清洗
- GranuCharge可以處理不同尺寸的粉末
- 通過(guò)記錄標(biāo)準(zhǔn)操作程序提高測(cè)量的可重復(fù)性
- 由于其簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，GranuCharge增加了正常運(yùn)行時(shí)間。它是由模塊組成的，每個(gè)模塊可以互換，以消除大量的判定工作
- 儀器管道的表面可以更換，可以選擇最佳的管道材料組合防止顆粒的聚集和粉體在管道表面的粘，以檢查每一種應(yīng)用的材料的所有潛在影響。提供了加強(qiáng)氣動(dòng)真空輸送過(guò)程的可能性。
- 提供了關(guān)于粉末表面特性的信息，因此，在增材制造中優(yōu)化回收過(guò)程成為可能。
-
獨(dú)立的軟件許可；一臺(tái)計(jì)算機(jī)運(yùn)行測(cè)量，而另一臺(tái)計(jì)算機(jī)分析數(shù)據(jù)以進(jìn)行時(shí)間優(yōu)化
△Granucharge的粉末電荷測(cè)量原理
結(jié)論
盡管市面上存在許多用于表征增材制造粉末的標(biāo)準(zhǔn)程序，但顯然需要為增材制造最終用戶(hù)設(shè)置更適用、更易于解釋結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試，無(wú)論是用于質(zhì)量控制、研發(fā)還是生產(chǎn)。現(xiàn)有程序有幾個(gè)缺點(diǎn)，例如由于測(cè)量條件（濕度、溫度）、操作員依賴(lài)性以及與實(shí)際過(guò)程參數(shù)缺乏相關(guān)性而導(dǎo)致的結(jié)果可變性。
一些現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)甚至無(wú)法正確區(qū)分實(shí)際增材制造粉末。考慮到這一點(diǎn)，Granutools 提出改進(jìn)的測(cè)試方法和創(chuàng)新的儀器來(lái)解決上述問(wèn)題。憑借其在粉末和顆粒材料領(lǐng)域的深厚專(zhuān)業(yè)知識(shí)，Granutools 致力于實(shí)現(xiàn)更清晰、更好的增材制造粉末標(biāo)準(zhǔn)化。
Granutools在增材制造行業(yè)的需求和應(yīng)用方面為市場(chǎng)帶來(lái)領(lǐng)先的儀器和創(chuàng)新解決方案。本文介紹的工作流程（GranuFlow、GranuDrum
和
GranuPack）允許最終用戶(hù)通過(guò)改進(jìn)的測(cè)試程序（漏斗流量法、振實(shí)密度、鋪展性）表征增材制造粉末，并提供與真實(shí)增材制造工藝相關(guān)的真實(shí)參數(shù)。
感興趣的用戶(hù)可以訪問(wèn)Granutools的官方網(wǎng)站：https://www.granutools.com/en/
(責(zé)任編輯：admin)
Himed評(píng)估不同噴砂磨料在3
粉末粒徑可以控制增材制造
Divergent公司以3D打印技
浙大口腔醫(yī)學(xué)院：生物3D打
新型類(lèi)器官樣神經(jīng)血管球促
推動(dòng)粘結(jié)劑噴射（鑄造/金最新內(nèi)容
- ·Himed評(píng)估不同噴砂磨料在3D打印鈦合金
- ·粉末粒徑可以控制增材制造合金微觀結(jié)構(gòu)
- ·Divergent公司以3D打印技術(shù)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)制
- ·浙大口腔醫(yī)學(xué)院：生物3D打印在牙科組織
- ·新型類(lèi)器官樣神經(jīng)血管球促進(jìn)皮瓣移植研
- ·推動(dòng)粘結(jié)劑噴射（鑄造/金屬/陶瓷）3D打
- ·工程化活體材料與3D生物打印融合：現(xiàn)狀
- ·鋁激光增材制造：基于可持續(xù)性視角的挑
- ·南航顧冬冬教授頂刊：《航空航天高性能
- ·3D打印多材料生物牙冠：多級(jí)結(jié)構(gòu)調(diào)控與
選區(qū)激光熔化增材
大型聚合物3D打印
6K Additive最新
如何打造增材制造
從實(shí)驗(yàn)室走向生產(chǎn)
3D打印在口腔修復(fù)熱點(diǎn)內(nèi)容
