Wpływ rozkładu wielkości proszku na stal Binder Jetting

W artykule zatytułowanym "Wpływ rozkładu wielkości proszku na zagęszczanie i mikrostrukturalną ewolucję stopu z nadrukiem z nadrukiem 3D 625", zespół naukowców przetestował rozpylany gazowo proszek 625 stopów o trzech różnych rozkładach wielkości proszku, w tym 16-63 μm (pełny), 16-25 μm (czysty) i 53-63 μm (gruby). Proszki wydrukowano w 3D z zielonymi stosunkowymi gęstościami objętości odpowiednio około 52%, 45% i 48%, a następnie spiekaniem próżniowym w temperaturach od 1225 ° C do 1300 ° C przez 4 godziny.

" W przypadku drobnych i gruboziarnistych proszków o wąskim rozkładzie wielkości, podczas procesu natryskiwania spoiwa mogą powstawać defekty drukarskie o dużej liczbie koordynacyjnych porów, których nie można usunąć podczas końcowego etapu spiekania, nawet podczas spiekania w fazie ciekłej supersolidus ", stwierdzają naukowcy. "Jednak pełny rozkład wielkości cząstek dawał wyższą gęstość zieleni z mniejszymi dużymi, wysoce skoordynowanymi porami, tak że spiekanie fazy ciekłej supersolidus było w stanie osiągnąć prawie pełną gęstość. Dodatkowo, drobne proszki dawały niejednorodny, anizotropowy liniowy skurcz podczas spiekania, który jest niekorzystny dla projektowania złożonych struktur. "

Naukowcy wykorzystujący spryskiwanie spoiwem, wydrukowane próbki 3D o każdym rozkładzie wielkości proszku i spieczone trzy próbki z każdego zestawu do badania zachowania zagęszczającego. Gęstość nasypową i masę każdej próbki mierzono, gdy były zarówno mokre, jak i suche. Dla wszystkich zakresów wielkości cząstek względna gęstość nasypowa wzrosła wraz ze wzrostem temperatury spiekania z 1225 ° C do 1285 ° C. Dla temperatur powyżej 1270ºC stwierdzono również, że próbki z grubego proszku miały najniższą spiekaną gęstość, podczas gdy próbki o drobnym prądzie wykazywały największą gęstość.

"Ogólnie uważa się, że szerokie rozkłady wielkości porów i związane z niską gęstością zielonego upakowania defekty wpływają na ewolucję mikrostrukturalną, w szczególności na wielkość ziarna i odległości dyfuzji w spiekaniu końcowym, a to kontroluje gęstość końcową ", stwierdzają naukowcy. "W związku z tym konieczne było zbadanie wpływu PSD na średnie deskryptory mikrostruktury związane z procesem zagęszczania. Obejmują one średnią wielkość ziarna i porów. "

W doświadczeniach parametry drukarskie 3D strumienia lepiszcza, w tym grubość warstwy, nasycenie spoiwa i czas suszenia, utrzymywano na stałym poziomie, aby zbadać wpływ wielkości proszku i wielkości cząstek. rozkład na zachowanie zagęszczania. Poniższe wnioski byłyosiągnięty:

"Podczas zagęszczania części spiekanych pomiędzy 1225 ° C a 1300 ° C przez 4h, proszek 16-25μm wykazywał większy skurcz liniowy w porównaniu z 16-63μm i 53-63μm proszków . Było to skorelowane z mniejszą gęstością zieloną wynoszącą 45% uzyskaną z drobnego proszku w porównaniu do 47% i 52%, odpowiednio dla proszków gruboziarnistych i pełnego zakresu. Dodatkowo zauważono, że gdy temperatura spiekania wzrosła do 1285 ° C lub więcej, skurcz liniowy w kierunku z był większy niż w kierunkach x i y, zwłaszcza w 16-25μm proszku. Uważa się, że jest to spowodowane wpływem grawitacji na przegrupowanie cząstek podczas spiekania. "

Dodatkowo, zagęszczenie było szybsze w próbkach proszku 16-25μm do 1270 ° C, ale przy wyższym spiekaniu w temperaturze 16-63 μm próbki proszku wykazywały szybsze zagęszczanie i większą eliminację porów podczas końcowego etapu spiekania w fazie ciekłej supersolidus.

Autorami artykułu są Amir Mostafaei, Pierangeli Rodriguez De Vecchis, Ian Nettleship i Markus Chmielus.

Porozmawiaj o tym i innych tematach drukowania 3D na stronie 3DPrintBoard.com lub podziel się poniższymi przemyśleniami.