Чи потребує металеві друкарні матеріали для зберігання вакууму?

一 Матеріальні властивості: Матеріал повинен мати справу як з окисленням, так і з поглинанням вологи.
Існує дві основні речі, які має зробити середовище зберігання металевих друкарських матеріалів: не дозволяйте процесам окислення та регулювати кількість вологи у повітрі. Ці дві речі безпосередньо впливають на те, наскільки стабільним та пристосованим матеріал хімічно.
1. Шкідливий вплив реакцій окислення
Коли металевий порошок контактує з повітрям, на поверхні утворюється оксидний шар. Наприклад, порошок з титановим сплавом поєднується з киснем при нормальній температурі, щоб зробити tio ₂. При високих температурах, як вище 650 градусів у процесі плавлення електронів променя, швидкість окислення зростає на багато. Є три основні труднощі, які можуть статися, коли є оксидний шар:
Менша плинність: агрегація окислених частинок робить розподіл розміру частинок порошку ширшим, що ускладнює рівномірно розповсюджувати порошок. 3D -друкарський бізнес здійснив експеримент, який продемонстрував, що після 72 годин впливу повітря зміна товщини шару порошку титанового сплаву зросла від ± 10 мкм до ± 35 мкм. Це зробило поверхню друкованих предметів на 40% більш грубим.
Більше вад плавлення: Оксидний шар руйнується, коли він потрапляє лазерним або електронним променем, який генерує вади газу та пор. При друкуванні лопатей авіаційного двигуна, порошок оксиду титану в 2,3 рази більш пористий, ніж порошок, що підтримується у вакуумі, а термін його втоми скорочується на 60%.
Деградація продуктивності матеріалу: Оксидний шар впливає на спосіб розташування металевих кристалів, що робить метал менш міцним. Міцність на розрив 316 л порошку з нержавіючої сталі знизилася з 680 мпА до 520 мПа після окислення, тоді як швидкість подовження знизилася з 45% до 28%.
2. Можливість поглинання вологи в ланцюгах
Металеві порошки дуже добре вмикають вологу з повітря, оскільки вони мають пористу структуру. Наприклад, алюміній - сплави можуть утримуватися в місці з 60%відносною вологістю протягом 24 годин, а вміст вологи може досягати 0,15%, що набагато вищий, ніж стандарт безпеки процесів 0,05%. Три значні небезпеки виникають від поглинання вологи:
Можливість спонтанного згоряння: коли мокрий порошок натирає на щось або піддається статичному заряду, він може самостійно загорітися. У 2023 році в 3D -друкарському бізнесі в Німеччині відбувся вибух порошку титанового сплаву. Дослідження показало, що порошок аварії мав відсоток вологи 0,22%, що набагато вищий, ніж безпечне.
Не стабільний процес: лазер змушує воду випаровуватися відразу, що робить розплавлений басейн. Певні записи постачальника автомобільних деталей показують, що коли для друку використовувалася волога -, поглинаюча порошок, кількість дефектів сплеску зросла з 0,3% до 2,7%, а швидкість брухту зросла на 8 разів.
Феномен розведення водню: Коли вода руйнується, вона вивільняє атоми водню, які потрапляють у металеву решітку і роблять її менш міцною. При друкуванні авіаційних кріплень, міцність на руйнування вологи - поглинаючі деталі порошку знизилися з 45 мпА · м ¹/² до 28mpa · m ¹/², що недостатньо сильне, щоб пройти тести повітряної роботи.
2, Ризик обробки: Повний контроль ланцюга від зберігання до друку
Те, як зберігаються приладдя для друку металу, має прямий вплив на те, наскільки безпечними та стабільними будуть наступні кроки. Створюючи обмежений простір, технологія зберігання Гувера контролює три ключові ризики:
1. Контроль безпеки, який не дозволить вибуху відбутися
Металевий порошок - це тип горючого пилу, а його нижня межа вибухівки (LEL) тісно пов'язана з розміром частинок та кількістю кисню у повітрі. Наприклад, порошок з титанового сплаву має нижній лол лише 20 г/м³, ніж алюмінієвий порошок, який має більш високий лол 60 г/м³. Наступні способи зберігання Гувера знижують ризик вибуху:
Наповніть вакуум азотом або аргоном, щоб підтримувати рівень кисню нижче 0,5%. Це називається захистом від інертного газу. Військова компанія зробила експеримент, який продемонстрував, що коли рівень кисню знизився з 21% до 0,5%, тиск вибуху порошку титанового сплаву знизився з 0,8 МПа до 0,02 МПа, а коефіцієнт безпеки зростав на 40 разів.
Статична конструкція елімінації: Внутрішня частина вакуумної коробки зберігається в статичному матеріалі проти -, який має опір менше 10 см. Це не дає статичних іскрів, коли порошок натирається до стін.
Контроль температури: вакуумна атмосфера уповільнює теплову конвекцію, а в поєднанні з напівпровідниковою холодильною системою вона зберігає температуру зберігання між 15 і 25 градусами Цельсія. Це зупиняє високі температури від прискорення реакцій окислення.
2. Стабільність параметрів процесу
Металевий друк досить чутливий до того, наскільки добре працює порошок, а вакуумне зберігання може зберегти такі важливі показники:
Розподіл розміру частинок: вакуумна атмосфера не дозволяє розміром частинок D50 стійким і зупиняє порошок від стискання разом. Медичний імплантат говорить, що стандартне відхилення розміру частинок для порошків, що підтримуються у вакуумі, знизилося з 0,8 мкм до 0,3 мкм. Стандартна зміна пористості для друкованих стентів знизилася з 1,2% до 0,5%.
Вільна щільність: діапазон коливань для пухкої щільності вакууму -, що зберігається порошок, був розрізаний навпіл, від ± 0,05 г/см ³ до ± 0,01 г/см ³. Це гарантує, що товщина порошку однакова на всьому протязі.
Ліквідність: Коли вологість у повітрі зберігається нижче 5% RH, кут спокою вакууму - збережених порошків переходить від 45 градусів до 32 градусів, що робить їх на 40% більше рідини.
3, Промисловість: сильний попит у високому - кінцевому виробничому секторі
У високих - кінцевих областях, включаючи аерокосмічну справу, медичні імплантати та ядерну енергію, вакуумне зберігання стало звичайним способом зберігання інгредієнтів металевих друку.
1. Поле аерокосмічного простору
Під час друку паливних форсунок для двигунів GE Leap, для досягнення трьох великих авансів використовується порошок з хромовим сплавом кобальту хрому, що зберігається у вакуумі:
Більш тривалий термін експлуатації: насадка для порошку для зберігання вакууму пройшла 10 000 тестування теплового циклу і триватиме в три рази довше, ніж звичайні кастинги.
Поліпшення ефективності: пористість зросла від 0,8%до 0,2%, а ефективність палива зросла на 15%.
Економія витрат: Коефіцієнт використання порошку зросла від 75%до 92%, а вартість однієї штуки знизилася на 28%.
2. Тема медичних імплантатів
У терапевтичному використанні 3D -друкованих пористих пристроїв Fusion Interbody Fusion, технологія зберігання вакууму вирішує дві великі проблеми:
Біосумісність: Вакуум - Порошок, що зберігається, має менше 0,05% домішок (O, N, H), що відповідає стандарту ISO 13782.
Вплив на утворення кісток: швидкість росту кісток протягом трьох місяців зросла на 60% порівняно з порошком, який не утримується у вакуумі, а рівень виживання протягом п'яти років зросла з 85% до 97%.
3. Поле ядерної енергії
При виготовленні плит проточних каналів для ядерних реакторів танталум порошок, що зберігається у вакуумі, робить наступне: він чинить опір корозії: у високому - температурному середовищі парового середовища при 560 градусах швидкість корозії падає з 0,02 мм до 0,005 мм/рік.
Ефективність поглинання нейтронів: кількість бору залишається стійкою на рівні 1,2 мас.%, Що безпечно для ядерного використання.