回收对金属粉末铺展性的影响

颗粒材料和细粉末广欧洲杯足球竞彩泛用于工业应用中。为了优化和控制处理方法，必须准确地表征这些材料。欧洲杯足球竞彩

表征方法与晶粒的性质（形态，粒状，化学成分等）或散装粉末（密度，流动性，静电性，混合稳定性等）相关。然而，如果散装粉末的物理行为所涉及的情况下，研发或质量控制实验室中使用的大多数方法都是基于旧测量技术。

在过去的10年里，肉质机构现代化这些技术，以满足生产部门和研发实验室的目前的需求。具体地，测量过程已经自动化，并且设计了严格的初始化方法，以收集可解释和可重复的结果。

利用图像分析技术提高了测量精度。许多行业已经在使用砂轮仪器范围在各个领域，包括:

• 加法制造
• 散装物料处理
• 食品加工
• 药品

该应用笔记主要以添加剂制造为中心。

粉末床熔化(PBF)是一种增材制造工艺，包括选择性激光熔化(SLM)和选择性激光烧结(SLS)。

下图描述了标准激光PBF机的示意图（图1）。

图1。PBF工艺原理图。

粉末储存在料斗中，并通过上升的活塞逐步暴露在重喷器中。这种重覆器可以是一个辊子，也可以是一个刀片，将暴露的粉末喷洒到床上。

该过程的核心目的是产生均匀和无应力的薄层。过量的粉末过量夹在二级容器中以重复使用（回收）。在几次逐次延伸和熔化的同一循环循环以构建组分层。

在由砂质机组开发的测量方法的范围内，由于其测量的粘性指数，为目前的凝聚率指数选择了Granudrum，这表明能够在整个重组过程中量化粉末的可铺展性（参见参考G. Yablokova等等。2015）.在基于粉床的3D打印机中，围压较低，流速较高，游离粉气界面起着重要作用。

因此，在旋转鼓几何形状中测量的粘性指数（进一步详细解释）是在添加剂制造框架中进行粉末流变表征的合适候选者。

图2涉及Granudrum测量和由重新蒸煮产生的粉末层。在床上产生均匀（常规）层的良好流动的粉末（Alsi7mg），也在麦芽肿和打印机中形成平滑界面。然而，具有较差的流动性质的粉末在床上产生非均匀层，也形成了鳞片状的不规则界面。

图2。PBF重新涂层过程与Granudrum方法之间的联动（图像分析）。

在目前的应用说明中，Granudrum还允许表征粉末回收效果。在显示和讨论结果之前，在下一节中给出了Granudrum采用的方法和程序的详细描述。

Granudrum

这GranuDrum仪器是一种自动粉末流动性测量技术，起作用于旋转鼓原理。

一个有透明侧壁的水平圆筒，叫做滚筒，一半装满了粉末样品。滚筒绕轴旋转的角速度从每分钟2转到每分钟70转。

CCD相机对每个角速度拍摄快照(10到100张图像，间隔1s)。采用边缘检测算法检测每个快照上的空气/粉末界面。

随后，计算了界面的平均位置及其周围的波动。然后，对于每个转速，流动角α_F（也称为文献中的'动态的休息角）从平均接口位置和动态粘性指数σ计算）计算_F由界面波动量测得。

一般情况下，流动角α值较低_F与良好的流动性相关。流动的角度受到广泛的参数的影响：晶粒的形状，晶粒之间的摩擦和颗粒之间的粘性力（van der waals，静电和毛细管力）。动态凝聚索引σ_F仅与谷物之间的粘性力有关。粘性粉末导致插入流动，而非粘性粉末导致常规流动。

图3。格兰努力测量原理剪影。

因此，动态粘性指数关闭至零对应于非粘性粉末。当粉末粘结性上升时，粘性指数相应地升高。

除了测量粘性指数σ_F流动角α_F作为旋转速度的函数，Granudrum能够在流动期间测量第一雪崩角度和粉末通气。

凝聚率指数是本申请说明的重点。

粉末的描述

钛基金属粉末（TI6-AL4-V）用于这项调查。使用这种粉末的两种不同的状态：新鲜和再循环（多个阶段）。下表总结了粒度分布的信息。

表格1。

粉末名称	粒子尺寸
Ti6-Al4-V（新鲜）	D10 =15μm，d90 =53μm
Ti6-Al4-V（回收）	D10 =20µm, d90=63µm

所有这些产品将通过GranuDrum标准细胞(细胞体积= 100ml;使用的粉末体积=50毫升)。

流程说明

上面所示的两个粉末是值得注意的，因为它们在过程中表现良好（选择性激光烧结：SLS）。然而，它们在某些功能中有点不同。对于新鲜的Ti​​6-Al4-V粉末，必须与再循环（Reused）粉末相比，在床上保持较高的给药环境（粉末量）。由于对重组观察的定性性质，建议达到Granudrum分析。这是为了学习，如果可以确定定量值并提供对观察的说明。

granudrum分析

实验方案

对于GranuDrum的实验，粉末在盒子打开后就被倒入测量单元中。每一种粉末均在环境条件(40±1%RH, 20±1℃)下进行分析。颗粒速度从2到60 rpm进行了研究。为提高测量的精度和重复性，每个速度拍摄40张照片。

实验结果

图4显示了凝聚率指数作为粗糙度旋转速度的函数。凝聚率指数与粘性力诱导的界面（粉末/空气）位置的波动相关联（van der waals，静电和毛细血管）。因此，如通道讨论的那样，它量化了粉末铺展性。

图4。金属粉末的凝聚率与旋转鼓速度。

新鲜粉末，具有较高的粘性指数，测量三次，以查看结果的重现性。误差条显示的是相对于平均值的标准偏差。

在图5中，我们也给出了减小的转速来验证磁滞的存在。

图5。金属粉末的凝聚力与旋转鼓速度：滞后效应。

讨论

在全球范围内，再循环粉末具有较低的粘性指数，即比新鲜粉末更好的铺展性。由较大颗粒形成的再生粉末（由于再循环期间的细颗粒的损失）表示特别较小的内聚。欧洲杯猜球平台

两种试样(Ti6-Al4-V:新鲜和回收)的动态粘性指数与转鼓转速的关系如图4所示。通过分析这些曲线，可以对剪切减薄/剪切增厚进行表征。

两种粉末都表现出剪切增厚行为。此行为提供了粘性指数如何随速度增加的解释，有助于设置最佳的再兴奋速度。

打印机制造商建议的默认再蒸汽速度设定为150 mm / s（对应于旋转鼓的35 rpm）。格兰努布另证实，无论新鲜和再生的粉末，这种速度整体录制总体较好。

这种粘性指数分析对给定的SLS过程有意义。观察到新鲜的Ti​​6-Al4-V粉末在饲喂期间粘附在漏斗内，以及在涂抹过程中的撤回过程中。另外，在床上形成不规则的表面。因此，重新饮食（Granudrum确认的较高内聚力）需要更高的剂量设定，更高的处理时间）以形成均匀层和更好的物体。

然而，将再循环粉末适当地送入漏斗内，并在床上形成均匀的层，而不会粘在recoater刀片上（由granudrum确认的较低的粘性指数）。因此，在进料阶段需要低剂量的再循环粉末。在Granudrum中，再循环粉末在18-45rpm范围内旋转速度的较长速度保持在平坦区域。因此，对该特定粉末实现了更多的速度优化空间。

在印刷过程中没有证据表明凝聚。这对应于Granudrum的滞后测量（图5）。如果粉末遵循相同的趋势，同时增加（2-60 rpm）并降低（60-2rpm）旋转速度，则滞后效果不存在。这种效果不是所考虑的任何粉末的主要因素，这涉及在该过程中粉末（无附聚物）的行为。

结论

• 采用GranuDrum法测定金属钛粉的黏结指数，研究了回用对SLS工艺中钛粉铺展性的影响。
• 测量显示新鲜和再循环粉末之间的大量变化。
• 与新鲜粉末相比，再循环粉末具有较低的粘性指数。因此，在印刷过程中可以看出，再循环粉末的可铺展性更好。再循环粉末的较大平均粒径（由于再循环过程中细颗粒的损失）是连贯的，这种粘合性降低。
• Granudrum在添加剂制造应用框架中反复回收过程中的粉末流变特性的演变。

参考资料及进一步阅读

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