Pengaruh utama distribusi ukuran partikel bubuk paduan titanium terhadap kualitas pencetakan SLM

Persyaratan karakteristik ukuran partikel bubuk paduan titanium

Paduan titanium (Ti6Al4V) adalah salah satu bahan yang paling banyak digunakan dalam pencetakan logam SLM, dan karakteristik bubuknya memiliki dampak yang menentukan pada kualitas pencetakan. Distribusi ukuran partikel serbuk paduan titanium yang ideal berada pada kisaran 15-45 μm, menunjukkan bentuk distribusi normal. Serbuk dengan ukuran partikel yang terlalu kecil (kurang dari 15 μm) memiliki fluiditas yang buruk dan mudah menggumpal. Ini juga menghasilkan debu beterbangan selama proses penyebaran bubuk, sehingga mempengaruhi kualitas pencetakan dan keselamatan operasional. Bubuk dengan ukuran partikel yang terlalu besar (lebih besar dari 45 μm) tidak meleleh sepenuhnya dan rentan terhadap cacat non-fusi. Nilai D10, D50, dan D90 dari bubuk perlu dikontrol dalam kisaran yang ditentukan, dan nilai D50 sebaiknya 25-35 μm. Lebar distribusi ukuran partikel (rentang) bubuk harus kurang dari 1,5. Distribusi yang terlalu luas akan menyebabkan perilaku pencairan yang tidak konsisten.

Hubungan antara kebulatan serbuk dan fluiditas

Kebulatan serbuk merupakan indikator kunci untuk mengevaluasi kualitas bahan SLM. Kebulatan bubuk paduan titanium berkualitas tinggi harus lebih besar dari 90%, yang mendekati bola sempurna. Bubuk bulat memiliki fluiditas yang lebih baik dan keseragaman penyebaran bubuk, memastikan ketebalan yang konsisten pada setiap lapisan bubuk. Partikel satelit (partikel kecil yang menempel pada permukaan partikel yang lebih besar) mengurangi kemampuan mengalir bubuk dan harus dikontrol seminimal mungkin. Kekasaran permukaan serbuk juga mempengaruhi fluiditas, dan permukaan serbuk yang dibuat dengan metode atomisasi plasma berpasangan induktif (IGA) lebih halus. Uji kemampuan alir serbuk meliputi uji laju alir Hall dan uji sudut diam. Nilai laju aliran harus kurang dari 25s/50g.

Pengaruh distribusi ukuran partikel terhadap perilaku leleh

Terdapat perbedaan serapan dan kecepatan leleh partikel serbuk dengan ukuran partikel berbeda di bawah penyinaran laser. Partikel halus memiliki luas permukaan spesifik yang besar, efisiensi penyerapan cahaya yang tinggi, dan kecepatan leleh yang cepat, namun rentan terhadap panas berlebih dan ablasi. Pelelehan partikel kasar membutuhkan masukan energi yang lebih tinggi dan kedalaman leleh yang lebih besar. Distribusi ukuran partikel yang tidak merata akan menyebabkan saluran lelehan tidak stabil dan mempengaruhi kepadatan dan kualitas permukaan komponen. Parameter laser perlu dioptimalkan berdasarkan karakteristik bubuk. Kepadatan energi yang terlalu tinggi akan menyebabkan efek lubang kunci, dan kepadatan energi yang terlalu rendah akan mengakibatkan kurangnya fusi. Strategi pemindaian juga mempengaruhi efek peleburan, dan jarak pemindaian yang wajar harus sesuai dengan ukuran partikel bubuk.

Hubungan antara kualitas permukaan dan akurasi dimensi

Ukuran partikel bubuk secara langsung mempengaruhi kekasaran permukaan komponen cetakan. Serbuk halus dapat memperoleh permukaan yang lebih halus, dan nilai Ra dapat dikontrol dalam kisaran 5-10μm. Permukaan yang dicetak dengan bubuk kasar lebih kasar, dan nilai Ra biasanya 15-25μm. Untuk komponen dengan persyaratan kualitas permukaan yang tinggi, bubuk yang lebih halus perlu digunakan, atau dikerjakan dengan mesin dan dipoles setelah dicetak. Karakteristik bubuk juga akan mempengaruhi keakuratan dimensi bagian. Bubuk dengan fluiditas yang baik dapat memastikan ketebalan lapisan bubuk yang konsisten dan meningkatkan akurasi arah Z. Kepadatan curah bubuk mempengaruhi penyusutan densifikasi setelah peleburan, yang pada gilirannya mempengaruhi ukuran bagian.

Kontrol kualitas bubuk dan manajemen daur ulang

Kontrol kualitas bubuk paduan titanium harus dijalankan melalui seluruh proses pengadaan, penggunaan, dan daur ulang. Saat membeli bubuk baru, Anda perlu mendapatkan sertifikat bahan dan laporan analisis ukuran partikel untuk memastikan bahwa bubuk tersebut memenuhi spesifikasi teknis. Penyaringan diperlukan sebelum digunakan untuk menghilangkan gumpalan dan kotoran besar. Selama proses pencetakan, status bubuk perlu dipantau, pengisian bubuk baru secara teratur, dan menjaga ukuran partikel bubuk di kumpulan bubuk tetap stabil. Saat mendaur ulang bubuk, perlu untuk mendeteksi perubahan distribusi ukuran partikel secara teratur dan menyaring bubuk halus dan kotoran. Bubuk harus disimpan di tempat yang kering dan lembam untuk menghindari penyerapan air dan oksidasi. Dianjurkan agar berapa kali bedak digunakan harus dikontrol dalam 5-8 kali. Kinerja bedak akan berkurang secara signifikan setelah beberapa siklus.