Naukowcy badają dynamikę rozpraszania w proszku w druku 3D

Wiele rzeczy wpływa na jakość wykończonej części drukowanej 3D, a w przypadku drukowania 3D metodą proszkową rozprzestrzenianie się proszku jest kluczowym krokiem w określeniu, jak dobrze część będzie się wydobywać. W badaniu zatytułowanym "Ujawnianie dynamiki rozprzestrzeniania się proszków w skali cząstek w procesach produkcji dodatków na bazie proszku proszkowego za pomocą szybkiego obrazowania rentgenowskiego" grupa naukowców bada dynamikę cząstek w skali rozpraszania proszku za pomocą in situ high szybkiej rentgenowskiej wysokoenergetycznej.

Naukowcy opracowali metodę eksperymentalną, w której wykorzystali wysoko-energetyczne promieniowanie rentgenowskie do scharakteryzowania procesu rozpraszania proszku z wysoką przestrzenną i czasową rozdzielczością oraz przestudiować proces rozprzestrzeniania się skali cząstek in-situ. Dzięki tej metodzie odkryli ewolucję kąta spoczynku, prędkość przepływu na powierzchni nachylenia oraz chropowatość powierzchni nachylenia podczas procesu rozpraszania proszku.

"Obserwowaliśmy i analizowaliśmy ewolucję i przepływ dwóch różnych typów skupiska proszku na powierzchni nachylenia i dokładnie badały cząstki, które tworzyły takie skupiska "- stwierdzają badacze. "Przeanalizowaliśmy dynamiczne oddziaływanie poszczególnych cząstek z ich odpowiednimi granicami i obliczono współczynniki tarcia między proszkami i granicami."

Opracowali system rozprowadzania proszku, który symuluje proces rozprowadzania w konfiguracjach z dodatkowymi produkcjami. System składał się z konstrukcji rozprowadzającej (ściany wycieraczek i ograniczające szczeliny) oraz pojemnika ze złożem proszkowym. Wycieraczka została wykonana z aluminiowego ostrza prostopadłego do podłoża złoża proszku. Ściany szczelne, zaprojektowane w celu utrzymania proszku w systemie rozprowadzania, zostały wykonane z grafitu o dużej gęstości i przymocowane do każdej strony ostrza. CD3D .

"Proszki są rozprowadzane przez aluminiową wycieraczkę (ostrze) z prędkością rozprzestrzeniania 11,5 mm / s na aluminiowym podłożu" - wyjaśniają naukowcy. "W miarę rozprzestrzeniania się proszku wiązka rentgenowska przechodzi przez złoże proszku, a sygnał rentgenowski jest rejestrowany przez system detekcji. Czas ekspozycji wynosi 500 ns. Kamera jest ustawiona do nagrywania z prędkością 10 000 klatek na sekundę, a analiza obrazów odbywa się za pomocą Image9. "

Użyli dwóch różnych średnic proszku 316 L ze stali nierdzewnej. Osiem próbek ekstrahowano i analizowano dla każdego rodzaju proszku; próbki ostrożnie rozłożono na szklanym podłożu, a następnie uzyskano obrazy za pomocą optycznegomikroskop.

W eksperymencie osiągnięto kilka wniosków:

"Przedstawiona dynamika rozprzestrzeniania się pyłu w skali cząstek jest ważna dla zrozumienia rozprzestrzeniania się proszku w procesie wytwarzania dodatku opartego na złożu proszku - podsumowują naukowcy. "Ma to kluczowe znaczenie dla opracowywania i sprawdzania poprawności dokładniejszych modeli przewidujących zachowanie rozprzestrzeniania się proszku."