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新研究打破增材制造传言:金属粉末重复利用不影响孔隙率
2021年01月13日 发布 分类:技术前沿 点击量:132
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在金属增材制造市场上,目前的主导技术路线是粉末床熔合(PBF),具体还细分为电子束粉末床熔合技术(PBF-EB)和激光粉末床熔合技术(PBF-LB)。无论哪种路线在批量商业化的征途中都面临一个关键问题需要解决:金属粉末材料的成本问题。而降低成本的关键要素之一,就是粉末的可重复利用。

密度

4种试样中孔隙密度图示

华盛顿大学的一个研究小组最近发表了一项研究成果显示,在Ti6Al4V钛合金粉的(PBF-EB)增材制造中,他们通过一系列实验和CT扫描表征发现:即便重复使用次数高达30次之多,试样零件的孔隙率并无明显增加。

研究调查了孔隙的体积分数(即孔隙率)以及孔隙大小,形状和空间分布。确定的最常见的孔隙是:源自气体雾化粉末的孔隙和由熔体池未完全熔合引起的孔隙。虽然粉末重复使用后孔径分布略有减小,但总体平均体积孔隙率为0.10±0.02%,并且随着重复使用的增加,孔隙率没有显著变化。此外,孔隙直径与球度呈反比关系,大孔隙的有效应力集中较大。而最大的孔隙密度位于等高线和熔体束之间的过渡处,靠近表面约0.5–1.0 mm在零件中,最大的气孔位于内部孵化区。

因此,尽管颗粒逐渐变形,氧化程度增加,但Ti6Al4V粉末在重复使用后并未造成试样孔隙率的明显变化。尽管具体的粉末质量和孔隙率要求因具体应用而有显著差异,由于医疗和航空航天应用通常实施非常严格的规定,事实却是,关于粉末再利用后质量的文献仍然不多,而且关于粉末不能再熔化和再利用几次的总体假设有时显得教条,而不是基于已证实的事实。

原文链接:https://www.3dprintingmedia.network/study-shows-titanium-am-powder-can-be-reused-up-to-30-times-in-ebm/

编译 YUXI


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