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  • 粉末床電子束熔融金屬3D打印,鈦粉可重復(fù)使用30次!零件孔隙率變化不大(轉(zhuǎn))

    閱讀次數(shù):2764     發(fā)布時(shí)間:2021-01-09

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    2021年1月9日,南極熊獲悉,在華盛頓大學(xué)的一個(gè)研究小組最近發(fā)表的一項(xiàng)研究中,利用X射線微型計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT),對(duì)Ti6Al4V的粉末床熔融-電子束熔化(PBF-EB)增材制造產(chǎn)生的孔隙率進(jìn)行了一系列30次構(gòu)建周期(包括約480小時(shí)的累積構(gòu)建時(shí)間)的表征。研究表明,增材制造粉末可以重復(fù)使用多達(dá)30次,而孔隙率沒(méi)有顯著增加。

    在追求金屬增材制造(AM)工業(yè)化的過(guò)程中,粉末重復(fù)使用已經(jīng)成為一個(gè)核心問(wèn)題。此外,孔隙率對(duì)金屬部件可靠性和金屬的損傷容忍度是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。然而,粉末重復(fù)使用對(duì)金屬孔隙率的貢獻(xiàn)不太得到人們的關(guān)注。

    孔隙來(lái)源于氣體霧化粉末的孔隙,以及由熔池不完全融合引起的孔隙。雖然隨著粉末的重復(fù)使用,孔隙大小分布略有減少,但總體平均體積孔隙率為0.10±0.02%,且隨著重復(fù)使用的增加,孔隙率沒(méi)有明顯變化。

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    此外,研究還發(fā)現(xiàn)孔徑與球形度之間存在反比關(guān)系,大孔徑構(gòu)成更大的有效應(yīng)力集中。而最大的孔隙密度位于等高線與熔體梁之間的過(guò)渡處,約0.5-1.0mm的表面附近的零件,最大的孔隙位于內(nèi)部孵化區(qū)域。

     

    因此,盡管顆粒逐漸變形,氧化程度增加,但在Ti6Al4V的PBF-EB 增材制造中,隨著粉末的重復(fù)使用,金屬孔隙率沒(méi)有明顯的變化。雖然根據(jù)具體的應(yīng)用,對(duì)粉末質(zhì)量和孔隙率的具體要求有很大的不同,醫(yī)療和航空航天應(yīng)用往往執(zhí)行非常嚴(yán)格的規(guī)定,但事實(shí)上,關(guān)于粉末重復(fù)使用后的質(zhì)量的文獻(xiàn)仍然不是那么多,而且總體上認(rèn)為不能重熔和重復(fù)使用多次,有時(shí)顯得很教條,而不是基于已證實(shí)的事實(shí)。

     

    隨著增材制造行業(yè)向規(guī)?;a(chǎn)過(guò)渡,重復(fù)使用增材制造粉末,特別是PBF工藝所需的高球形粉末,將是降低整體零件成本的關(guān)鍵因素之一。

     

    Powder reuse and its contribution to porosity in additive manufacturing of Ti6Al4V 論文鏈接

    https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2589152920304087

     

    本文轉(zhuǎn)自 南極熊3D打印


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