Cookieak erabiltzen ditugu zure esperientzia hobetzeko.Gune honetan nabigatzen jarraituz gero, gure cookieen erabilera onartzen duzu.Informazio Gehigarria.
Fabrikazio gehigarriak (AM) hiru dimentsioko objektuak sortzea dakar, geruza ultramehe bat aldi berean, mekanizazio tradizionala baino garestiagoa bihurtuz.Hala ere, muntaketa-prozesuan metatutako hautsaren zati txiki bat bakarrik soldatzen da osagaian.Gainerakoa ez da urtzen, beraz, berrerabili daiteke.Aitzitik, objektua modu klasikoan sortzen bada, fresatzeko eta mekanizatuz materiala kentzea beharrezkoa da normalean.
Hautsaren ezaugarriek makinaren parametroak zehazten dituzte eta lehenik eta behin kontuan hartu behar dira.AMaren kostua antiekonomikoa izango litzateke urtu gabeko hautsa kutsatuta dagoela eta birziklagarria ez delako.Hautsak kaltetzeak bi fenomeno eragiten ditu: produktuaren aldaketa kimikoa eta propietate mekanikoen aldaketak, hala nola morfologia eta partikulen tamainaren banaketa.
Lehenengo kasuan, zeregin nagusia aleazio puruak dituzten egitura solidoak sortzea da, beraz, hautsaren kutsadura saihestu behar dugu, adibidez, oxidoekin edo nitruroekin.Azken kasu honetan, parametro hauek jariakortasunarekin eta zabalgarritasunarekin lotzen dira.Beraz, hautsaren propietateen edozein aldaketa produktuaren banaketa ez-uniformea ekar dezake.
Azken argitalpenen datuek adierazten dute fluxu-neurgailu klasikoek ezin dutela hauts-oheko gehigarrien ekoizpenean hauts-jariakortasunari buruzko informazio egokirik eman.Lehengaien (edo hauts) karakterizazioari dagokionez, merkatuan eskakizun hori bete dezaketen hainbat neurketa-metodo egoki daude.Esfortzu-egoerak eta hauts-fluxuaren eremuak berdinak izan behar dute neurketa-zelulan eta prozesuan.Konpresio-kargak egotea bateraezina da ebakidura-zelulen probagailuetan eta erreometro klasikoetan AM gailuetan erabiltzen den gainazal askearen fluxuarekin.
GranuTools-ek hautsak karakterizatzeko lan-fluxuak garatu ditu fabrikazio gehigarrian.Gure helburu nagusia geometria bakoitzeko tresna bat izatea zen prozesu zehatzak modelatzeko, eta lan-fluxu hau hautsaren kalitatearen bilakaera ulertzeko eta jarraitzeko erabili zen hainbat inprimaketa-pasalditan.Hainbat aluminio-aleazio estandar (AlSi10Mg) hautatu ziren iraupen desberdinetarako karga termiko desberdinetan (100-200 °C-ra).
Degradazio termikoa hautsak karga bat gordetzeko duen gaitasuna aztertuz kontrola daiteke.Hautsak isurgarritasuna (GranuDrum tresna), paketatze zinetika (GranuPack tresna) eta portaera elektrostatikoa (GranuCharge tresna) aztertu dira.Kohesioaren eta paketatze-zinetikaren neurketak eskuragarri daude hurrengo hauts-masetarako.
Erraz zabaltzen diren hautsek kohesio-indize baxua izango dute, eta betetze dinamika azkarra duten hautsek, berriz, porositate gutxiagoko pieza mekanikoak sortuko dituzte, betetzeko zailagoak diren produktuekin alderatuta.
Gure laborategian hainbat hilabetez gordetako hiru aluminio aleazio hauts (AlSi10Mg), partikulen tamaina desberdineko banaketarekin, eta 316L altzairu herdoilgaitzezko lagin bat, hemen A, B eta C laginak deitzen direnak, aukeratu ziren.Laginen ezaugarriak besteekiko desberdinak izan daitezke.fabrikatzaileak.Laginaren partikulen tamainaren banaketa laser-difrakzio-analisiaren bidez neurtu zen/ISO 13320.
Makinaren parametroak kontrolatzen dituztenez, hautsaren propietateak kontuan hartu behar dira lehenik, eta urtu gabeko hautsa kutsatuta eta birziklaezina dela uste badugu, fabrikazio gehigarriaren kostua ez da nahiko genukeen bezain ekonomikoa izango.Hori dela eta, hiru parametro ikertuko dira: hauts-fluxua, paketatze zinetika eta elektrostatika.
Zabalgarritasuna, berriz estaltzeko operazioaren ondoren, hauts-geruzaren uniformetasunarekin eta "leuntasunarekin" lotuta dago.Hori oso garrantzitsua da, gainazal leunak inprimatzeko errazagoak direlako eta itsaspen indizea neurtzeko GranuDrum tresnarekin azter daitezkeelako.
Poroak material baten puntu ahulak direnez, pitzadurak sor ditzakete.Enbalatzeko dinamika bigarren parametro kritikoa da, enbalatzeko hauts bizkorrak porositate txikia dutelako.Portaera hau GranuPack-ekin neurtu da n1/2 balioarekin.
Hautsean karga elektriko bat egoteak aglomeratuak sortzea eragiten duten kohesio-indarrak sortzen ditu.GranuCharge-k hauts batek karga elektrostatikoa sortzeko duen gaitasuna neurtzen du fluxuan zehar hautatutako material batekin kontaktuan jartzean.
Prozesatzeko garaian, GranuCharge-k fluxuaren hondatzea aurreikus dezake, esate baterako, geruzaren sorrera AM-n.Horrela, lortutako neurketak oso sentikorrak dira alearen gainazalaren egoerarekin (oxidazioa, kutsadura eta zimurtasuna).Orduan, berreskuratutako hautsaren zahartzea zehaztasunez kuantifikatu daiteke (±0,5 nC).
GranuDrum danbor birakari baten printzipioan oinarritzen da eta hauts baten jariakortasuna neurtzeko programatutako metodo bat da.Alboko horma gardenak dituen zilindro horizontal batek hauts laginaren erdia dauka.Danborrak bere ardatzaren inguruan biratzen du 2 eta 60 bira/min arteko abiadura angeluarrarekin, eta CCD kamerak argazkiak ateratzen ditu (30 eta 100 irudi 1 segundoko tarteetan).Aire/hauts interfazea irudi bakoitzean identifikatzen da ertzak detektatzeko algoritmo bat erabiliz.
Kalkulatu interfazearen batez besteko posizioa eta batez besteko posizio horren inguruko oszilazioak.Biraketa-abiadura bakoitzeko, αf fluxu-angelua (edo "atseden-angelu dinamikoa") batez besteko interfazearen posiziotik kalkulatzen da, eta σf atxikimendu-indize dinamikoa, partikulen arteko loturari erreferentzia egiten diona, interfazearen gorabeheretatik aztertzen da.
Fluxuaren angeluan hainbat parametrok eragiten dute: partikulen arteko marruskadura, forma eta kohesioa (van der Waals, indar elektrostatikoak eta kapilarrak).Hauts kohesionatuek etengabeko fluxua eragiten dute, eta kohesionatu gabeko hautsek fluxu erregularra eragiten dute.αf fluxu-angeluaren balio txikiagoak fluxu-propietate onei dagozkie.Zerotik hurbil dagoen atxikimendu-indize dinamikoa kohesiorik gabeko hauts bati dagokio, beraz, hautsaren atxikimendua handitu ahala, atxikimendu-indizea handitzen da horren arabera.
GranuDrum-ek lehen elur-jausiaren angelua eta hautsaren aireztapena neurtzeko aukera ematen du fluxuan zehar, baita σf atxikimendu-indizea eta αf fluxu-angelua neurtzeko ere, biraketa-abiaduraren arabera.
GranuPack-en dentsitate handia, tapping-dentsitatea eta Hausner ratioaren neurketak ("ukimen-probak" ere deituak) oso ezagunak dira hautsaren karakterizazioan, neurtzeko erraztasuna eta abiadura direla eta.Hautsaren dentsitatea eta bere dentsitatea handitzeko gaitasuna parametro garrantzitsuak dira biltegiratu, garraiatu, aglomeratu, etab. Gomendatutako prozedura Farmakopean deskribatzen da.
Proba sinple honek hiru eragozpen nagusi ditu.Neurketak operadorearen menpekoak dira eta betetzeko metodoak hasierako hautsaren bolumena eragiten du.Bolumenaren ikusmen-neurketak akats larriak ekar ditzake emaitzetan.Esperimentuaren sinpletasuna dela eta, hasierako eta amaierako dimentsioen arteko trinkotze dinamika alde batera utzi dugu.
Etengabeko irteerara sartzen den hautsaren portaera aztertu da ekipo automatizatuen bidez.Zehaztasunez neurtu Hausner koefizientea Hr, hasierako dentsitatea ρ(0) eta amaierako dentsitatea ρ(n) n klik egin ondoren.
Txosten kopurua n=500ean finkatu ohi da.GranuPack ukipen-dentsitatearen neurketa automatizatu eta aurreratua da, azken ikerketa dinamikoetan oinarrituta.
Beste indize batzuk erabil daitezke, baina ez daude hemen zerrendatuta.Hautsa metalezko hodietan jartzen da eta hasierako prozesu automatiko zorrotz batetik pasatzen da.n1/2 parametro dinamikoaren eta ρ(∞) dentsitate maximoaren estrapolazioa trinkotze kurbatik hartzen da.
Zilindro huts arin bat hauts-ohearen gainean jartzen da trinkotzean hauts/aire interfazea maila mantentzeko.Hauts-lagina duen hodia ∆Z altuera finko batera igotzen da eta gero libreki jaisten da altuera batera, normalean ∆Z = 1 mm edo ∆Z = 3 mm-an finkatuta, kolpe bakoitzaren ondoren automatikoki neurtuta.Altueraren arabera, pilaren V bolumena kalkula dezakezu.
Dentsitatea hauts-geruzaren m masaren eta V bolumenaren arteko erlazioa da.Hauts-masa m ezagutzen da, askapen bakoitzaren ondoren ρ dentsitatea aplikatzen da.
Hausner koefizientea Hr trinkotze-abiadurarekin erlazionatuta dago eta Hr = ρ(500) / ρ(0) ekuazioaren bidez aztertzen da, non ρ(0) hasierako dentsitatea den eta ρ(500) 500 ondoren kalkulatutako tap-dentsitatea den. txorrotak.Emaitzak hauts kopuru txiki batekin (normalean 35 ml) errepika daitezke GranuPack metodoa erabiliz.
Hautsaren propietateak eta gailua egiten den materialaren izaera funtsezko parametroak dira.Fluxuan zehar, karga elektrostatikoak sortzen dira hautsaren barruan, eta karga hauek efektu triboelektrikoaren ondorioz sortzen dira, bi solido kontaktuan jartzen direnean karga-trukea.
Hautsa gailuaren barruan isurtzen denean, efektu triboelektrikoak gertatzen dira partikulen arteko kontaktuan eta partikulen eta gailuaren arteko kontaktuan.
Hautatutako materialarekin kontaktuan egonez gero, GranuCharge-k automatikoki neurtzen du hautsaren barruan sortzen den karga elektrostatiko kopurua fluxuan zehar.Hautsaren lagin bat V-hodi dardara batean isurtzen da eta V-hodian zehar mugitzean hautsak hartzen duen karga neurtzen duen elektrometro bati konektatuta dagoen Faraday katilu batera erortzen da.Emaitza erreproduzigarriak lortzeko, elikatu V-hodia maiz biraka edo bibrazio gailu batekin.
Efektu triboelektrikoaren ondorioz objektu batek elektroiak irabazten ditu bere gainazalean eta, beraz, negatiboki kargatzen du, beste objektu batek elektroiak galtzen ditu eta, beraz, positiboki kargatzen du.Material batzuek beste batzuek baino errazago irabazten dituzte elektroiak, eta, era berean, beste materialek errazago galtzen dituzte elektroiak.
Zein material bilakatzen den negatibo eta zein positibo bihurtzen den inplikatutako materialen elektroiak irabazteko edo galtzeko duten joera erlatiboaren araberakoa da.Joera hauek irudikatzeko, 1. taulan agertzen den serie triboelektrikoa garatu da.Karga positiboa izan ohi duten materialak eta karga negatiboa izan ohi duten beste batzuk zerrendatzen dira, eta portaera-joerarik erakusten ez duten materialak taularen erdian agertzen dira.
Bestalde, taula honek materialaren kargaren portaeraren joerari buruzko informazioa baino ez du ematen, beraz, GranuCharge hautsaren kargaren portaeraren balio zehatzak emateko sortu zen.
Deskonposizio termikoa aztertzeko hainbat esperimentu egin ziren.Laginak 200 °C-tan utzi ziren ordubete edo bi orduz.Hautsa berehala aztertzen da GranuDrum-ekin (izen termikoa).Ondoren, hautsa ontzi batean jartzen da giro-tenperaturara iritsi arte eta, ondoren, GranuDrum, GranuPack eta GranuCharge (hotz, hotz) erabiliz aztertzen da.
Lagin gordinak GranuPack, GranuDrum eta GranuCharge erabiliz aztertu dira hezetasun/gela-tenperatura berean, hau da, hezetasun erlatiboa 35,0 ± % 1,5 eta tenperatura 21,0 ± 1,0 °C.
Kohesio-indizeak hauts baten jariakortasuna kalkulatzen du eta interfazearen (hautsa/airea) posizio-aldaketekin erlazionatzen du, hiru ukipen-indarrak soilik islatzen dituztenak (van der Waals, kapilarra eta elektrostatikoa).Esperimentua egin aurretik, erregistratu hezetasun erlatiboa (RH, %) eta tenperatura (°C).Ondoren, hautsa danbor-ontzira bota eta esperimentua hasi.
Parametro tixotropikoak kontuan hartuta produktu hauek ez zirela opilatzeko sentikorrak ondorioztatu genuen.Interesgarria da tentsio termikoak A eta B laginen hautsen portaera erreologikoa aldatu zuen zizaila loditzetik zizailatze mehetzera.Bestalde, C eta SS 316L laginek ez zuten tenperaturaren eraginik izan eta zizaila loditzea baino ez zuten erakutsi.Hauts bakoitzak hedagarritasun hobea erakutsi zuen (hau da, kohesio-indize txikiagoa) berotu eta hoztu ondoren.
Tenperaturaren eragina partikulen azalera espezifikoaren araberakoa da ere.Materialaren eroankortasun termikoa zenbat eta handiagoa izan, orduan eta eragin handiagoa izango du tenperaturan (hau da, ???225°?=250?.?-1.?-1) eta ?316?225°?=19?.?-1.?-1), zenbat eta txikiagoak izan partikulak, orduan eta garrantzitsuagoa da tenperaturaren eragina.Tenperatura altuetan lan egitea aukera ona da aluminio-aleazio-hautsetarako, zabalgarritasun handiagoa dutelako, eta hoztutako laginek hauts garbiekin alderatuta are isurgarritasun hobea lortzen dute.
GranuPack esperimentu bakoitzeko, esperimentu bakoitzaren aurretik hautsaren pisua erregistratu zen, eta lagina 1 Hz-ko inpaktu-maiztasunarekin 1 mm-ko neurketa-zelularen erorketa librearekin 500 inpaktu jasan zituen (inpaktuaren energia ∝).Laginak neurketa-zeluletan banatzen dira softwarearen argibideen arabera, erabiltzailearengandik independentea den.Neurketak bi aldiz errepikatu ziren erreproduzigarritasuna ebaluatzeko eta batezbestekoa eta desbideratze estandarra aztertzeko.
GranuPack-en analisia amaitu ondoren, hasierako bilketa-dentsitatea (ρ(0)), azken bilketa-dentsitatea (hainbat klik eginez, n = 500, hau da, ρ(500)), Hausner ratioa/Carr indizea (Hr/Cr) eta bi erregistratu ziren. trinkotze dinamikarekin lotutako parametroak (n1/2 eta τ).ρ(∞) dentsitate optimoa ere erakusten da (ikus 1. eranskina).Beheko taulak datu esperimentalak berrantolatzen ditu.
6. eta 7. irudietan trinkotze-kurba orokorrak (dentsitate handiaren eta inpaktu kopuruaren aurrean) eta n1/2/Hausner parametro-erlazioa erakusten dute.Kurba bakoitzean batez bestekoak erabiliz kalkulatutako errore-barrak erakusten dira, eta desbideratze estandarrak errepikagarritasun-probetatik kalkulatu dira.
316L altzairu herdoilgaitzezko produktua izan zen produkturik astunena (ρ(0) = 4,554 g/mL).Tapping-dentsitateari dagokionez, SS 316L hauts astunena da oraindik (ρ(n) = 5,044 g/mL), eta ondoren A Lagina (ρ(n) = 1,668 g/mL), eta ondoren B Lagina (ρ (n) = 1,668 g/ml) (n) = 1,645 g/ml).C lagina izan zen baxuena (ρ(n) = 1,581 g/mL).Hasierako hautsaren masa-dentsitatearen arabera, A lagina arinena dela ikusten dugu, eta errorea kontuan hartuta (1,380 g/ml), B eta C laginek balio bera dute gutxi gorabehera.
Hautsa berotzen denean, bere Hausner ratioa gutxitzen da, B, C eta SS 316L laginetan bakarrik gertatzen dena.A laginarentzat, hori ezin da egin errore-barren tamaina dela eta.n1/2-rako, parametroen joerak identifikatzea zailagoa da.A eta SS 316L laginarentzat, n1/2-ren balioa 2 h igaro ondoren 200 °C-tan jaitsi zen, B eta C hautsentzat, berriz, karga termikoaren ondoren handitu zen.
GranuCharge esperimentu bakoitzeko elikadura dardara bat erabili zen (ikus 8. irudia).Erabili 316L altzairu herdoilgaitzezko hodia.Neurketak 3 aldiz errepikatu dira erreproduzigarritasuna ebaluatzeko.Neurketa bakoitzerako erabilitako produktuaren pisua gutxi gorabehera 40 ml zen eta neurketaren ondoren ez zen hautsik berreskuratu.
Esperimentua egin aurretik, hautsaren pisua (mp, g), airearen hezetasun erlatiboa (RH, %) eta tenperatura (°C) erregistratzen dira.Proba hasieran, neurtu hauts primarioaren karga-dentsitatea (q0 µC/kg-tan) hautsa Faraday katiluan sartuz.Azkenik, erregistratu hautsaren masa eta kalkulatu azken karga-dentsitatea (qf, µC/kg) eta Δq (Δq = qf – q0) esperimentuaren amaieran.
GranuCharge-ren datu gordinak 2. taulan eta 9. irudian agertzen dira (σ erreproduzigarritasun-testaren emaitzetatik kalkulatutako desbideratze estandarra da), eta emaitzak histograma gisa aurkezten dira (q0 eta Δq bakarrik erakusten dira).SS 316L-k izan zuen hasierako kostu txikiena;hau izan daiteke produktu honek PSD altuena duelako.Aluminio-aleazio-hautsaren hasierako karga-kopuruari dagokionez, ezin da ondoriorik atera erroreen tamaina dela eta.
316L altzairu herdoilgaitzezko hodiarekin kontaktuan egon ondoren, A laginak B eta C hautsekin alderatuta karga gutxien eskuratu zuen, eta horrek antzeko joera nabarmentzen du, SS 316L hautsa SS 316Lrekin igurzten denean, 0tik hurbil dagoen karga-dentsitatea aurkitzen da (ikus triboelektrikoa seriea).B produktua A baino kargatuago dago oraindik. C laginarentzat, joerak jarraitzen du (hasierako karga positiboa eta ihesaren ondoren azken karga), baina karga kopurua handitu egiten da degradazio termikoaren ondoren.
200 °C-tan 2 ordu esfortzu termikoa egon ondoren, hautsaren portaera ikusgarria bihurtzen da.A eta B laginetan, hasierako karga gutxitzen da eta azken karga negatibotik positibora aldatzen da.SS 316L hautsak hasierako karga altuena zuen eta bere karga-dentsitatearen aldaketa positiboa bihurtu zen baina baxua izaten jarraitu zuen (hau da, 0,033 nC/g).
Degradazio termikoaren eragina aluminiozko aleazioen (AlSi10Mg) eta 316L altzairu herdoilgaitzezko hautsen portaera konbinatuan ikertu dugu jatorrizko hautsak giro-airean 200 °C-tan 2 ordu igaro ondoren.
Tenperatura altuan hautsak erabiltzeak produktuaren hedagarritasuna hobe dezake, eta efektu hori garrantzitsuagoa dela dirudi gainazal espezifiko handia duten hautsentzat eta eroankortasun termiko handiko materialentzat.GranuDrum fluxua ebaluatzeko erabili zen, GranuPack betegarri dinamikorako analisirako eta GranuCharge 316L altzairu herdoilgaitzezko hodiekin kontaktuan dagoen hautsaren triboelektrizitatea aztertzeko.
Emaitza hauek GranuPack-en bidez finkatu ziren, hausnerreko koefizientearen hobekuntza erakusten duena hauts bakoitzeko (tamainaren errorearen ondorioz A laginaren salbuespen) estres termikoaren prozesuaren ondoren.Enbalatzeko parametroei (n1/2) ikusita, ez zegoen joera argirik, produktu batzuek paketatze-abiadura handitu baitzuten eta beste batzuek kontraste efektua zuten (adibidez, B eta C laginak).
Argitalpenaren ordua: 2023-01-10