एसएलएम मुद्रण गुणवत्ता पर टाइटेनियम मिश्र धातु पाउडर कण आकार वितरण का प्रमुख प्रभाव

टाइटेनियम मिश्र धातु पाउडर के कण आकार की विशेषता आवश्यकताएं

टाइटेनियम मिश्र धातु (Ti6Al4V) SLM धातु मुद्रण में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली सामग्रियों में से एक है, और इसकी पाउडर विशेषताओं का मुद्रण गुणवत्ता पर निर्णायक प्रभाव पड़ता है। आदर्श टाइटेनियम मिश्र धातु पाउडर कण आकार वितरण 15-45 माइक्रोन की सीमा में है, जो सामान्य वितरण आकार दिखाता है। बहुत छोटे कण आकार (15 माइक्रोमीटर से कम) वाले पाउडर में तरलता कम होती है और इसे एकत्र करना आसान होता है। यह पाउडर फैलाने की प्रक्रिया के दौरान उड़ने वाली धूल भी पैदा करता है, जिससे मुद्रण की गुणवत्ता और परिचालन सुरक्षा प्रभावित होती है। अत्यधिक बड़े कण आकार (45 माइक्रोमीटर से अधिक) वाले पाउडर पूरी तरह से पिघलते नहीं हैं और गैर-संलयन दोषों से ग्रस्त होते हैं। पाउडर के D10, D50 और D90 मूल्यों को निर्दिष्ट सीमा के भीतर नियंत्रित करने की आवश्यकता है, और D50 मान अधिमानतः 25-35 μm है। पाउडर की कण आकार वितरण चौड़ाई (स्पैन) 1.5 से कम होनी चाहिए। ऐसा वितरण जो बहुत व्यापक है, असंगत पिघलने वाले व्यवहार को जन्म देगा।

पाउडर गोलाकारता और तरलता के बीच संबंध

एसएलएम सामग्रियों की गुणवत्ता के मूल्यांकन के लिए पाउडर गोलाकारता एक प्रमुख संकेतक है। उच्च गुणवत्ता वाले टाइटेनियम मिश्र धातु पाउडर की गोलाकारता 90% से अधिक होनी चाहिए, जो एक आदर्श गोले के करीब है। गोलाकार पाउडर में बेहतर तरलता और पाउडर फैलाने वाली एकरूपता होती है, जिससे पाउडर की प्रत्येक परत की लगातार मोटाई सुनिश्चित होती है। सैटेलाइट कण (बड़े कणों की सतह से जुड़े छोटे कण) पाउडर प्रवाह क्षमता को कम करते हैं और इन्हें न्यूनतम स्तर पर नियंत्रित किया जाना चाहिए। पाउडर की सतह का खुरदरापन भी तरलता को प्रभावित करता है, और प्रेरक युग्मित प्लाज्मा (आईजीए) परमाणुकरण विधि द्वारा तैयार पाउडर की सतह चिकनी होती है। पाउडर प्रवाह क्षमता परीक्षण में हॉल प्रवाह दर परीक्षण और विश्राम कोण परीक्षण शामिल हैं। प्रवाह दर मान 25s/50g से कम होना चाहिए।

पिघलने के व्यवहार पर कण आकार वितरण का प्रभाव

लेजर विकिरण के तहत विभिन्न कण आकार वाले पाउडर कणों के अवशोषण और पिघलने की गति में अंतर होता है। महीन कणों में एक बड़ा विशिष्ट सतह क्षेत्र, उच्च प्रकाश अवशोषण दक्षता और तेज़ पिघलने की गति होती है, लेकिन वे अधिक गर्म होने और नष्ट होने की संभावना रखते हैं। मोटे कणों के पिघलने के लिए उच्च ऊर्जा इनपुट की आवश्यकता होती है और पिघलने की गहराई बड़ी होती है। असमान कण आकार वितरण से अस्थिर पिघले चैनल बनेंगे और भागों के घनत्व और सतह की गुणवत्ता प्रभावित होगी। लेजर मापदंडों को पाउडर विशेषताओं के आधार पर अनुकूलित करने की आवश्यकता है। बहुत अधिक ऊर्जा घनत्व एक कीहोल प्रभाव का कारण बनेगा, और बहुत कम ऊर्जा घनत्व के परिणामस्वरूप संलयन की कमी होगी। स्कैनिंग रणनीति पिघलने के प्रभाव को भी प्रभावित करती है, और उचित स्कैनिंग रिक्ति को पाउडर कण आकार से मेल खाने की आवश्यकता होती है।

सतह की गुणवत्ता और आयामी सटीकता के बीच संबंध

पाउडर कण का आकार सीधे मुद्रित भागों की सतह खुरदरापन को प्रभावित करता है। महीन पाउडर अधिक नाजुक सतह प्राप्त कर सकता है, और रा मान को 5-10μm की सीमा में नियंत्रित किया जा सकता है। मोटे पाउडर द्वारा मुद्रित सतह खुरदरी होती है, और रा मान आमतौर पर 15-25μm होता है। उच्च सतह गुणवत्ता आवश्यकताओं वाले भागों के लिए, महीन पाउडर का उपयोग करने या मुद्रण के बाद मशीनीकृत और पॉलिश करने की आवश्यकता होती है। पाउडर की विशेषताएँ भागों की आयामी सटीकता को भी प्रभावित करेंगी। अच्छी तरलता वाला पाउडर लगातार पाउडर कोटिंग की मोटाई सुनिश्चित कर सकता है और Z-दिशा सटीकता में सुधार कर सकता है। पाउडर का थोक घनत्व पिघलने के बाद घनत्व सिकुड़न को प्रभावित करता है, जो बदले में भाग के आकार को प्रभावित करता है।

पाउडर गुणवत्ता नियंत्रण और रीसाइक्लिंग प्रबंधन

टाइटेनियम मिश्र धातु पाउडर की गुणवत्ता नियंत्रण खरीद, उपयोग और रीसाइक्लिंग की पूरी प्रक्रिया के दौरान चलने की आवश्यकता है। नया पाउडर खरीदते समय, आपको यह पुष्टि करने के लिए एक सामग्री प्रमाणपत्र और एक कण आकार विश्लेषण रिपोर्ट प्राप्त करनी होगी कि यह तकनीकी विशिष्टताओं को पूरा करता है। ढेरों और बड़ी अशुद्धियों को दूर करने के लिए उपयोग से पहले स्क्रीनिंग आवश्यक है। मुद्रण प्रक्रिया के दौरान, पाउडर की स्थिति की निगरानी करना, नियमित रूप से नए पाउडर की भरपाई करना और पाउडर पूल में पाउडर कण आकार को स्थिर रखना आवश्यक है। पाउडर का पुनर्चक्रण करते समय, कण आकार वितरण में परिवर्तनों का नियमित रूप से पता लगाना और बारीक पाउडर और अशुद्धियों को दूर करना आवश्यक है। नमी के अवशोषण और ऑक्सीकरण से बचने के लिए पाउडर को सूखे, निष्क्रिय वातावरण में संग्रहित किया जाना चाहिए। यह अनुशंसा की जाती है कि पाउडर का उपयोग करने की संख्या को 5-8 बार के भीतर नियंत्रित किया जाना चाहिए। कई चक्रों के बाद पाउडर का प्रदर्शन काफी कम हो जाएगा।