Jak gazy ochronne na działanie argonu i azotu wpływają na drukowaną stal nierdzewną 3D

W artykule zatytułowanym "Właściwości mechaniczne stali kwasoodpornej 17-4 PH, wytwarzanej dodatkowo w atmosferze gazowej Ar i N2", grupa naukowców bada wpływ stosowania argonu lub azotu jako gazu osłonowego na ostateczne właściwości mechaniczne Dodatkowa produkcja stali nierdzewnej 17-4 PH

"Podjęto wiele starań, aby zoptymalizować lub poprawić mechaniczne właściwości części AM, badając różne parametry procesu, strategie skanowania i efekty orientacji w budynku" - stwierdzają naukowcy. "Gaz osłonowy został wprowadzony jako kolejny istotny parametr, który wpływa nie tylko na właściwości termofizyczne, ale również na właściwości mechaniczne wytwarzanych części. Gaz osłonowy jest odpowiedzialny za usuwanie reaktywnych gazów otaczających basen roztopiony, aby zapobiec szkodliwym skutkom reakcji z atmosferą. gazy takie jak tlen. Przy doborze odpowiedniego gazu osłonowego należy wziąć pod uwagę różne czynniki, takie jak materiał podstawowy i reakcje chemiczno-metalurgiczne gazu ze zbiornikiem roztopionym. "

Efekty różnych gazów osłonowych, takich jak azot, argon i hel, mają badano zachowania różnych materiałów, takich jak stale węglowe, stale nierdzewne i stopy aluminium. Naukowcy koncentrują się w tym badaniu na "modelowaniu odpowiedzi termicznej 17-4 PH SS przez symulowanie pojedynczego toru podczas typowych warunków L-PBF, rozważając konwekcyjny transfer ciepła dla różnych gazów osłonowych."

Badanie numeryczne wykonano w celu uzyskania temperatury, gradientu temperatury i szybkości chłodzenia części wytworzonych w atmosferze argonu i gazów osłonowych przed azotem podczas laserowej syntezy złoże proszku. Przeprowadzono testy mikrotwardości i próby rozciągania w celu określenia mechanicznej wydajności wydrukowanych części 3D pod różnymi gazami osłonowymi. Osiągnięto następujące wnioski:

Badania te mogą dostarczyć cennego wglądu w to, jak lepiej unikać defektów w dodanych elementach, takich jak porowatość i brak fuzji. W szczególności produkcja dodatków metalowych jest bardzo precyzyjną nauką, która wymaga dużej wiedzy chemicznej i obliczeń matematycznych, aby stworzyć optymalne warunki do drukowania 3D. Na podstawie badań przeprowadzonych przez naukowców producenci mogą zmienić warunki, w których drukują części 3D, co pozwala uzyskać lepsze ogólne składniki końcowe.

Autorami publikacji są: Pooriya Dastranjy Nezhadfar, Mohammad Masoomi, Scott Thompson , Nam Phami Nima Shamsaei.