调查激光金属沉积过程中的粉末静电学

颗粒状材料和细粉在工业应用中是很常见的。欧洲杯足球竞彩

为了适当地控欧洲杯足球竞彩制和优化加工方法，必须对这些材料进行精确的表征，表征方法通常与颗粒特性(例如粒度测量、化学成分或形态)或散装粉末的行为(例如流动性、共混稳定性、密度、或静电属性)。

然而，在分析散装粉末的物理行为时，质量控制或研发实验室常用的大多数技术都是基于长期的，通常过时的测量技术。

GranuTools在过去的十年中一直在更新这些技术，以满足当代生产部门和研究和开发实验室的要求。

测量过程已经变得越来越自动化，严格的初始化方法的发展使得获得可解释和可重复的结果比以往任何时候都更容易。图像分析技术也一直是提高测量精度的核心。

许多行业已经在许多不同的领域使用GranuTools的工具;例如，食品加工、添加剂制造、药品和散装物料处理。

使用粉末添加剂制造金属粉末已经很普遍了。这种技术正在引起越来越多的兴趣的制造零件的结构往往过于复杂，以实现标准的加工。

已经开发了许多粉末添加剂技术;例如，粘结剂的下降，颗粒在粉末床中的局部熔化，或熔融金属的连续沉积。欧洲杯猜球平台

无论采用何种技术，粉末必须通过打印机中的各个工艺阶段进行输送。当粉末流经打印机时，与传送带材料和颗粒之间的多次接触将导致粉末内部电荷积聚。这是由于摩擦电效应。

随着电荷密度的增加，粉末性能可能会出现静电相关的降低，从而导致加工性能问题。透彻地了解有助于电荷积聚的不同工艺阶段，可以使粉末增材制造领域的不断改进。

在这里概述的研究中，GranuCharge被用于研究金属粉末通过激光金属沉积(LMD)机的各个部分时的静电充电。

在粉末输送阶段的不同位置采集粉末样品，便于评估它们对电荷积聚的个别影响。这项研究还旨在强调散粉机速度对电荷积聚的影响。

GranuCharge

静电电荷将产生在粉末内部流动。这是摩擦电效应的结果，摩擦电效应本质上是两个固体接触时的电荷交换。

当粉末在设备(例如，筒仓、混合机或输送机)内部流动时，在颗粒之间的接触处以及颗粒与设备之间的接触处都会发生摩擦电效应。

正因为如此，用于构造装置的材料的性质和所用粉末的特性都是重要的参数。

GranuCharge仪器(图1)能够自动测量和精确量化在流动期间和与选定材料接触时粉末内部产生的静电电荷。

这个过程涉及到粉末样品在振动的v型管中流动，落入连接到静电计的法拉第杯中。静电计用来测量粉末在v型管内流动时所获得的电荷。采用旋转或振动装置定期给v型管送料，保证了结果的重复性。

数字1.GranuCharge图片。图片来源:Granutools

LMD机

本文所描述的研究是使用BEAM模400lmd机进行的。粉末在机器内经过不同的输送阶段(图2)，在被输送到喷嘴之前，首先从粉末分布器流出。

然后粉末流过喷嘴并在沉积之前通过激光熔化。这些阶段中的每一个都具有摩擦充电的可能性，导致粉末电荷密度的增加。

图2。本研究使用BEAM Modulo 400。图片来源:赛

GranuCharge分析

试验协议

使用GranuCharge测量了三个过程阶段的粉末电荷密度:分布器输出、喷嘴前和喷嘴后。

在每次测量过程中，粉末通过机器管直接倒入GranuCharge杯中(图3)。为了将法拉第杯移到GranuCharge的外部，使用了一个扩展。

总电荷和到达杯内的质量被精确测量。分配器的转速最初设置为0.68 rpm，是3.4 rpm最大转速的20%。速度是不同的，以评估其对火药内部电荷积聚的影响。

图3。测量粉末电荷密度的打印机位置。图片来源:赛

实验结果

图4显示了在工艺的每个阶段所测得的粉末电荷密度。在分配器输出时，粉末的电荷密度为0.39 nC/g。这表明通过分布器的流动导致粉末内部电荷积聚。

然而，粉末的电荷密度在喷嘴之前显着降低。这意味着在传送在分配器和喷嘴之间的管道期间发生充电耗散。最后，通过喷嘴的流动继续散发电荷，导致输出处的略微负电荷密度。

图4。测量了不同工艺位置的电荷密度。图片来源:Granutools

有人指出，通过管道输送粉末，并且喷嘴在摩擦充电方面提供了一些好处，因为该过程有助于耗尽静电电荷。明确确定了分销商是负责电荷积累的过程的一部分。

进一步研究了分布器对粉末装药的影响。测量是在一个分布速度范围内进行的。图5显示了用GranuCharge测量的电荷密度。

数据提供了几个分布速度，范围从10%到30%的最大分布速度(3.4 rpm)。

这些结果表明，分布器的速度对粉末内部电荷的积聚有相当大的影响——分布器的速度越高，在分布器输出的粉末的电荷密度就越高。图5显示了该数据的最佳线性拟合。

在所研究的速度范围内，电荷密度随分布器速度的线性变化。因此，在高分布速度下处理的粉末预计会表现出与静电有关的粉末性能下降。

数字5：分布器速度对粉末装药密度的影响。虚线表示数据的最佳线性拟合。图片来源:Granutools

结论

的GranuCharge仪器研究了LMD过程中粉末输送对铬镍铁合金718粉末装药过程的影响。在分布器输出处、分布器与喷嘴之间输送后以及流经喷嘴后，测量了粉末的荷电密度。

这项研究的主要发现是:

• 分配器促使粉末中电荷积聚。
• 更高的分布速度导致更高的电荷密度在输出的粉末。
• 输送到喷嘴和喷嘴本身有助于减少电荷密度。

GranuCharge仪器便于精确研究粉体在整个过程中的各个点的静电充电。这为在整个过程中避免静电充电提供了新的优化前景。

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这些信息已经从Granutools提供的材料中获得、审查和改编。欧洲杯足球竞彩

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