Біз сіздің тәжірибеңізді жақсарту үшін cookie файлдарын пайдаланамыз.Осы сайтты қарауды жалғастыра отырып, сіз cookie файлдарын пайдалануымызға келісесіз.Қосымша Ақпарат.
Қосымша өндіріс (AM) үш өлшемді нысандарды, бір уақытта бір ультра жұқа қабат жасауды қамтиды, бұл оны дәстүрлі өңдеуден қымбатырақ етеді.Дегенмен, құрастыру процесінде жиналған ұнтақтың аз ғана бөлігі құрамдас бөлікке дәнекерленген.Қалғандары ерімейді, сондықтан оны қайта пайдалануға болады.Керісінше, егер объект классикалық түрде жасалса, әдетте фрезерлеу және өңдеу арқылы материалды жою қажет.
Ұнтақтың сипаттамалары машинаның параметрлерін анықтайды және алдымен қарастырылуы керек.Балқымаған ұнтақ ластанған және қайта өңделмейтін болса, AM құны үнемсіз болар еді.Ұнтақтардың зақымдануы екі құбылысқа әкеледі: өнімнің химиялық модификациясы және морфологиясы мен бөлшектердің мөлшерінің таралуы сияқты механикалық қасиеттердің өзгеруі.
Бірінші жағдайда негізгі міндет таза қорытпалардан тұратын қатты құрылымдарды жасау болып табылады, сондықтан ұнтақтың, мысалы, оксидтермен немесе нитридтермен ластануын болдырмау керек.Соңғы жағдайда бұл параметрлер өтімділік пен таралу мүмкіндігімен байланысты.Сондықтан ұнтақтың қасиеттерінің кез келген өзгеруі өнімнің біркелкі бөлінбеуіне әкелуі мүмкін.
Соңғы жарияланымдардағы деректер классикалық шығын өлшегіштердің ұнтақ қабаты қоспаларын өндірудегі ұнтақтың ағындылығы туралы барабар ақпарат бере алмайтынын көрсетеді.Шикізаттың (немесе ұнтақтардың) сипаттамасына келетін болсақ, нарықта осы талапты қанағаттандыра алатын бірнеше сәйкес өлшеу әдістері бар.Кернеу күйі мен ұнтақ ағынының өрісі өлшеуіш ұяшықта және процесте бірдей болуы керек.Қысу жүктемелерінің болуы ығысу жасушаларын сынауыштарда және классикалық реометрлерде АМ құрылғыларында қолданылатын бос беттік ағынмен үйлеспейді.
GranuTools қосымша өндірісте ұнтақты сипаттау үшін жұмыс үрдістерін әзірледі.Біздің басты мақсатымыз процесті дәл модельдеу үшін әр геометрияға бір құралға ие болу болды және бұл жұмыс процесі бірнеше басып шығару кезінде ұнтақ сапасының эволюциясын түсіну және бақылау үшін пайдаланылды.Бірнеше стандартты алюминий қорытпалары (AlSi10Mg) әртүрлі термиялық жүктемелерде (100-ден 200 °C-қа дейін) әртүрлі ұзақтықтар үшін таңдалды.
Термиялық деградацияны ұнтақтың зарядты сақтау қабілетін талдау арқылы бақылауға болады.Ұнтақтар ағындылыққа (GranuDrum құралы), орау кинетикасына (GranuPack құралы) және электростатикалық әрекетке (GranuCharge құралы) талдау жасалды.Когезия және орау кинетикасының өлшемдері келесі ұнтақ массалары үшін қол жетімді.
Оңай таралатын ұнтақтар төмен когезия индексіне ие болады, ал тез толтыру динамикасы бар ұнтақтар толтыру қиынырақ өнімдермен салыстырғанда кеуектілігі аз механикалық бөлшектерді шығарады.
Лабораториямызда бірнеше ай бойы сақталған, бөлшектердің мөлшері әр түрлі болатын үш алюминий қорытпасының ұнтағы (AlSi10Mg) және мұнда A, B және C үлгілері деп аталатын 316L баспайтын болаттан жасалған бір үлгі таңдалды.Үлгілердің сипаттамалары басқалардан өзгеше болуы мүмкін.өндірушілер.Үлгі бөлшектерінің көлемінің таралуы лазерлік дифракциялық талдау/ISO 13320 арқылы өлшенді.
Олар машинаның параметрлерін бақылайтындықтан, ең алдымен ұнтақтың қасиеттерін ескеру керек, ал балқымаған ұнтақты ластанған және қайта өңдеуге жарамсыз деп есептесек, қоспаларды өндіруге кететін шығын біз қалағандай үнемді болмайды.Сондықтан үш параметр зерттеледі: ұнтақ ағыны, орау кинетикасы және электростатика.
Жайылу мүмкіндігі қайта жабу операциясынан кейінгі ұнтақ қабатының біркелкілігімен және «тегістігімен» байланысты.Бұл өте маңызды, өйткені тегіс беттерді басып шығару оңай және оларды адгезия индексін өлшейтін GranuDrum құралымен тексеруге болады.
Кеуектер материалдағы әлсіз нүктелер болғандықтан, олар жарықтарға әкелуі мүмкін.Қаптаманың динамикасы екінші маңызды параметр болып табылады, өйткені жылдам орау ұнтақтарының кеуектілігі төмен.Бұл әрекет GranuPack көмегімен n1/2 мәнімен өлшенген.
Ұнтақтағы электр зарядының болуы агломераттардың пайда болуына әкелетін когезиялық күштерді тудырады.GranuCharge ұнтақтың ағын кезінде таңдалған материалмен байланысқан кезде электростатикалық зарядты тудыру қабілетін өлшейді.
Өңдеу кезінде GranuCharge AM қабатының қалыптасуы сияқты ағынның нашарлауын болжай алады.Осылайша, алынған өлшемдер дән бетінің күйіне (тотығу, ластану және кедір-бұдыр) өте сезімтал.Содан кейін қалпына келтірілген ұнтақтың қартаюын дәл анықтауға болады (±0,5 нС).
GranuDrum айналмалы барабан принципіне негізделген және ұнтақтың ағындылығын өлшеуге арналған бағдарламаланған әдіс болып табылады.Бүйір қабырғалары мөлдір көлденең цилиндрде ұнтақ үлгісінің жартысы бар.Барабан өз осінің айналасында 2-ден 60 айн/мин бұрыштық жылдамдықпен айналады, ал CCD камерасы суретке түсіреді (1 секунд аралықпен 30-дан 100 суретке дейін).Ауа/ұнтақ интерфейсі әр суретте жиекті анықтау алгоритмі арқылы анықталады.
Интерфейстің орташа орнын және осы орташа позицияның айналасындағы тербелістерді есептеңіз.Әрбір айналу жылдамдығы үшін ағынның бұрышы (немесе «тынығудың динамикалық бұрышы») αf орташа интерфейс орнынан есептеледі, ал бөлшектер аралық байланысқа жататын динамикалық адгезия индексі σf интерфейс тербелістерінен талданады.
Ағынның бұрышына бірқатар параметрлер әсер етеді: бөлшектер арасындағы үйкеліс, пішін және когезия (ван дер Ваальс, электростатикалық және капиллярлық күштер).Біріктірілген ұнтақтар үзіліссіз ағынды тудырады, ал біріктірілмеген ұнтақтар тұрақты ағынды тудырады.Ағын бұрышының αf кіші мәндері ағынның жақсы қасиеттеріне сәйкес келеді.Нөлге жақын динамикалық адгезия индексі жабыспайтын ұнтаққа сәйкес келеді, сондықтан ұнтақтың адгезиясы жоғарылаған сайын адгезия индексі де сәйкесінше артады.
GranuDrum ағын кезінде ұнтақтың бірінші көшкіні мен аэрациясының бұрышын өлшеуге, сондай-ақ айналу жылдамдығына байланысты адгезия индексін σf және ағыс бұрышын αf өлшеуге мүмкіндік береді.
GranuPack көлемді тығыздығы, итеру тығыздығы және Хауснер қатынасының өлшемдері («сенсорлық сынақтар» деп те аталады) өлшеудің қарапайымдылығы мен жылдамдығына байланысты ұнтақты сипаттауда өте танымал.Ұнтақтың тығыздығы және оның тығыздығын арттыру мүмкіндігі сақтау, тасымалдау, агломерация және т.б. кезінде маңызды параметрлер болып табылады. Ұсынылатын процедура Фармакопеяда сипатталған.
Бұл қарапайым сынақтың үш негізгі кемшілігі бар.Өлшемдер операторға байланысты және толтыру әдісі бастапқы ұнтақ көлеміне әсер етеді.Көлемді көрнекі өлшеу нәтижелерде елеулі қателіктерге әкелуі мүмкін.Тәжірибенің қарапайымдылығына байланысты біз бастапқы және соңғы өлшемдер арасындағы тығыздау динамикасын ескермедік.
Үздіксіз розеткаға құйылған ұнтақтың әрекеті автоматтандырылған жабдықтың көмегімен талданды.Хауснер коэффициентін Hr, бастапқы тығыздық ρ(0) және соңғы тығыздық ρ(n) n рет басу арқылы дәл өлшеңіз.
Крандардың саны әдетте n=500 болып бекітіледі.GranuPack - соңғы динамикалық зерттеулерге негізделген автоматтандырылған және жетілдірілген түрту тығыздығын өлшеу.
Басқа индекстерді пайдалануға болады, бірақ олар мұнда тізімделмеген.Ұнтақ металл түтіктерге салынып, қатаң автоматты баптандыру процесінен өтеді.Динамикалық параметр n1/2 және максималды тығыздық ρ(∞) экстраполяциясы тығыздау қисығынан алынады.
Жеңіл қуыс цилиндр нығыздау кезінде ұнтақ/ауа интерфейсін бір деңгейде ұстау үшін ұнтақ төсегінің үстіне отырады.Ұнтақ үлгісі бар түтік бекітілген ∆Z биіктікке көтеріледі, содан кейін әдетте ∆Z = 1 мм немесе ∆Z = 3 мм бекітілген биіктікке еркін түседі, әрбір соққыдан кейін автоматты түрде өлшенеді.Биіктігі бойынша қаданың көлемін V есептей аласыз.
Тығыздық - m массасының ұнтақ қабатының V көлеміне қатынасы.Ұнтақтың массасы m белгілі, тығыздық ρ әрбір босатудан кейін қолданылады.
Хауснер коэффициенті Hr тығыздау жылдамдығымен байланысты және Hr = ρ(500) / ρ(0) теңдеуімен талданады, мұндағы ρ(0) – бастапқы көлемдік тығыздық және ρ(500) – 500-ден кейін есептелген шүмек тығыздығы. түрту.Нәтижелер GranuPack әдісі арқылы аз мөлшерде ұнтақпен (әдетте 35 мл) қайталанады.
Ұнтақтың қасиеттері және құрылғы жасалған материалдың табиғаты негізгі параметрлер болып табылады.Ағын кезінде ұнтақтың ішінде электростатикалық зарядтар пайда болады және бұл зарядтар трибоэлектрлік әсерден, екі қатты заттың жанасуында зарядтардың алмасуынан туындайды.
Ұнтақ құрылғының ішінде ағып жатқанда, бөлшектер арасындағы байланыста және бөлшек пен құрылғы арасындағы байланыста трибоэлектрлік әсерлер пайда болады.
Таңдалған материалға тиген кезде GranuCharge ағын кезінде ұнтақ ішінде пайда болатын электростатикалық зарядтың мөлшерін автоматты түрде өлшейді.Ұнтақтың үлгісі діріл V-түтікте ағып, V-түтік арқылы қозғалған кезде ұнтақ алатын зарядты өлшейтін электрометрге қосылған Фарадей шыныаяқына түседі.Қайталанатын нәтижелер үшін V-түтікшені жиі айналмалы немесе дірілдететін құрылғымен беріңіз.
Трибоэлектрлік эффект бір объектінің бетінде электрон алуын тудырады және осылайша теріс зарядталады, ал басқа объект электрондарын жоғалтады, сондықтан оң зарядталады.Кейбір материалдар электрондарды басқаларға қарағанда оңай алады, ал басқа материалдар электрондарды оңай жоғалтады.
Қай материалдың теріс, қайсысы оң болатыны қатысатын материалдардың электрон алу немесе жоғалтуға қатысты салыстырмалы тенденциясына байланысты.Осы тенденцияларды көрсету үшін 1-кестеде көрсетілген трибоэлектрлік қатар әзірленді.Оң зарядтауға бейім материалдар және теріс зарядтауға бейім басқа материалдар тізімделген, ал мінез-құлық тенденциясын көрсетпейтін материалдар кестенің ортасында берілген.
Екінші жағынан, бұл кесте тек материалдық заряд әрекетінің үрдісі туралы ақпаратты береді, сондықтан GranuCharge ұнтақ зарядының әрекетінің дәл мәндерін қамтамасыз ету үшін жасалған.
Термиялық ыдырауды талдау үшін бірнеше тәжірибелер жүргізілді.Үлгілер 200°C температурада бір-екі сағатқа қалдырылды.Содан кейін ұнтақ GranuDrum (термиялық атауы) көмегімен дереу талданады.Содан кейін ұнтақ қоршаған орта температурасына жеткенше контейнерге салынады, содан кейін GranuDrum, GranuPack және GranuCharge (яғни, «суық») көмегімен талданады.
Шикізат үлгілері GranuPack, GranuDrum және GranuCharge көмегімен бірдей ылғалдылық/бөлме температурасында, яғни салыстырмалы ылғалдылық 35,0 ± 1,5% және температура 21,0 ± 1,0 °C кезінде талданды.
Когезия индексі ұнтақтың ағындылығын есептейді және тек үш жанасу күшін (ван дер Ваальс, капиллярлық және электростатикалық) көрсететін интерфейстің (ұнтақ/ауа) жағдайындағы өзгерістермен корреляцияланады.Тәжірибе басталар алдында салыстырмалы ылғалдылықты (RH, %) және температураны (°C) жазып алыңыз.Содан кейін ұнтақты барабан контейнеріне құйып, тәжірибені бастаңыз.
Тиксотропты параметрлерді қарастырған кезде бұл өнімдер тоқырауға сезімтал емес деген қорытындыға келдік.Бір қызығы, термиялық кернеу А және В үлгілерінің ұнтақтарының реологиялық мінез-құлқын ығысқан қалыңдаудан ығысу жіңішкеруіне дейін өзгертті.Екінші жағынан, C және SS 316L үлгілері температураға әсер етпеді және тек ығысу қалыңдауды көрсетті.Әрбір ұнтақ қыздыру мен салқындатудан кейін жақсырақ таралу мүмкіндігін көрсетті (яғни, төмен когезия индексі).
Температураның әсері бөлшектердің меншікті бетінің ауданына да байланысты.Материалдың жылу өткізгіштігі неғұрлым жоғары болса, соғұрлым температураға (яғни ???225°?=250?.?-1.?-1) және ?316?225°?=19?.?-1.?-1), бөлшектер неғұрлым аз болса, температураның әсері соғұрлым маңызды болады.Жоғары температурада жұмыс істеу алюминий қорытпасы ұнтақтары үшін жақсы таңдау болып табылады, себебі олардың таралуы жоғары, ал салқындатылған үлгілер таза ұнтақтармен салыстырғанда одан да жақсы ағындылыққа қол жеткізеді.
Әрбір GranuPack тәжірибесі үшін ұнтақтың салмағы әрбір тәжірибе алдында тіркелді және үлгі 1 мм өлшеу ұяшығының еркін құлауымен 1 Гц соққы жиілігімен 500 соққыға ұшырады (соққы энергиясы ∝).Үлгілер пайдаланушыдан тәуелсіз бағдарламалық құрал нұсқауларына сәйкес өлшеу ұяшықтарына жіберіледі.Содан кейін қайталану мүмкіндігін бағалау және орташа және стандартты ауытқуды тексеру үшін өлшеулер екі рет қайталанды.
GranuPack талдауы аяқталғаннан кейін бастапқы орау тығыздығы (ρ(0)), соңғы орау тығыздығы (бірнеше рет басқанда, n = 500, яғни ρ(500)), Хауснер қатынасы/Карр индексі (Hr/Cr) және екі жазылған нығыздау динамикасына қатысты параметрлер (n1/2 және τ).Оңтайлы тығыздық ρ(∞) да көрсетілген (1-қосымшаны қараңыз).Төмендегі кесте эксперименттік деректерді қайта ұйымдастырады.
6 және 7-суреттер жалпы тығыздау қисықтарын (соққылар санына қарсы көлемді тығыздық) және n1/2/Хауснер параметрінің арақатынасын көрсетеді.Орташа мәндерді пайдаланып есептелген қате жолақтары әрбір қисық сызықта көрсетілген және стандартты ауытқулар қайталану сынақтарынан есептелген.
316L тот баспайтын болаттан жасалған өнім ең ауыр өнім болды (ρ(0) = 4,554 г/мл).Тарту тығыздығы бойынша SS 316L бұрынғысынша ең ауыр ұнтақ (ρ(n) = 5,044 г/мл), одан кейін А үлгісі (ρ(n) = 1,668 г/мл), одан кейін B үлгісі (ρ (n)) = 1,668 г/мл) (n) = 1,645 г/мл).C үлгісі ең төмен болды (ρ(n) = 1,581 г/мл).Бастапқы ұнтақтың көлемдік тығыздығы бойынша біз А үлгісі ең жеңіл екенін көреміз және қатені (1,380 г/мл) ескере отырып, В және С үлгілері шамамен бірдей мәнге ие.
Ұнтақты қыздырған кезде оның Хауснер қатынасы төмендейді, бұл тек B, C және SS 316L үлгілері үшін болады.А үлгісі үшін мұны қате жолақтарының өлшеміне байланысты орындау мүмкін емес.n1/2 үшін параметр трендтерін анықтау қиынырақ.A және SS 316L үлгісі үшін n1/2 мәні 200°C температурада 2 сағаттан кейін төмендеді, ал B және C ұнтақтары үшін термиялық жүктемеден кейін өсті.
Әрбір GranuCharge тәжірибесі үшін дірілдейтін фидер пайдаланылды (8-суретті қараңыз).316L баспайтын болаттан жасалған құбырды пайдаланыңыз.Репродуктивтілікті бағалау үшін өлшеулер 3 рет қайталанды.Әрбір өлшеу үшін пайдаланылған өнімнің салмағы шамамен 40 мл болды және өлшеуден кейін ұнтақ алынбады.
Тәжірибе алдында ұнтақтың салмағы (мп, г), ауаның салыстырмалы ылғалдылығы (RH, %) және температурасы (°С) жазылады.Сынақтың басында ұнтақты Фарадей шыныаяқына енгізу арқылы бастапқы ұнтақтың заряд тығыздығын өлшеңіз (мкС/кг q0).Соңында ұнтақтың массасын жазып, тәжірибе соңында зарядтың соңғы тығыздығын (qf, мкС/кг) және Δq (Δq = qf – q0) есептеңіз.
GranuCharge шикі деректері 2-кестеде және 9-суретте көрсетілген (σ - қайталану сынағы нәтижелерінен есептелген стандартты ауытқу), ал нәтижелер гистограммалар түрінде берілген (тек q0 және Δq көрсетілген).SS 316L ең төмен бастапқы құны болды;бұл өнімнің ең жоғары PSD болуымен байланысты болуы мүмкін.Бастапқы алюминий қорытпасының ұнтағының бастапқы заряд мөлшеріне қатысты қателердің мөлшеріне байланысты қорытынды жасауға болмайды.
316L тот баспайтын болаттан жасалған құбырмен жанасқаннан кейін А үлгісі B және C ұнтақтарымен салыстырғанда ең аз зарядты алды, бұл ұқсас тенденцияны көрсетеді, SS 316L ұнтағын SS 316L ысқылағанда заряд тығыздығы 0-ге жақын (трибоэлектрикті қараңыз). сериясы).B өнімі әлі де A қарағанда зарядталған. С үлгісі үшін тренд жалғасады (оң бастапқы заряд және ағып кеткеннен кейінгі соңғы заряд), бірақ термиялық деградациядан кейін зарядтардың саны артады.
200 °C температурада 2 сағаттық термиялық кернеуден кейін ұнтақтың әрекеті керемет болады.А және В үлгілерінде бастапқы заряд азаяды және соңғы заряд терістен оңға өзгереді.SS 316L ұнтағы ең жоғары бастапқы зарядқа ие болды және оның заряд тығыздығының өзгерісі оң болды, бірақ төмен болып қалды (яғни 0,033 нС/г).
Біз алюминий қорытпасының (AlSi10Mg) және 316L тот баспайтын болаттан жасалған ұнтақтардың біріктірілген әрекетіне термиялық деградацияның әсерін 200 ° C температурада 2 сағаттан кейін қоршаған ауадағы бастапқы ұнтақтарды талдау кезінде зерттедік.
Жоғары температурада ұнтақтарды қолдану өнімнің таралу қабілетін жақсартуға мүмкіндік береді және бұл әсер жоғары меншікті бетінің ауданы бар ұнтақтар мен жоғары жылу өткізгіштігі бар материалдар үшін маңыздырақ болып көрінеді.Ағынды бағалау үшін GranuDrum пайдаланылды, GranuPack динамикалық толтыру талдауы үшін және GranuCharge 316L тот баспайтын болаттан жасалған түтіктермен жанасатын ұнтақтың трибоэлектрлік қуатын талдау үшін пайдаланылды.
Бұл нәтижелер GranuPack көмегімен орнатылды, ол термиялық кернеу процесінен кейін әрбір ұнтақ үшін (өлшем қателігіне байланысты А үлгісін қоспағанда) Хауснер коэффициентінің жақсарғанын көрсетеді.Буып-түю параметрлеріне (n1/2) қарасақ, кейбір өнімдер орау жылдамдығының жоғарылауын көрсетті, ал басқалары қарама-қарсы әсер етті (мысалы, B және C үлгілері).
Жіберу уақыты: 10 қаңтар 2023 ж