Pengaruh utama taburan saiz zarah serbuk aloi titanium terhadap kualiti percetakan SLM

Keperluan ciri saiz zarah serbuk aloi titanium

Ali titanium (Ti6Al4V) ialah salah satu bahan yang paling banyak digunakan dalam percetakan logam SLM, dan ciri serbuknya mempunyai kesan yang menentukan ke atas kualiti cetakan. Taburan saiz zarah serbuk aloi titanium yang ideal adalah dalam julat 15-45 μm, menunjukkan bentuk taburan normal. Serbuk dengan saiz zarah yang terlalu kecil (kurang daripada 15 μm) mempunyai kecairan yang lemah dan mudah terkumpul. Ia juga menghasilkan habuk terbang semasa proses penyebaran serbuk, menjejaskan kualiti percetakan dan keselamatan operasi. Serbuk dengan saiz zarah yang terlalu besar (lebih daripada 45 μm) tidak cair sepenuhnya dan terdedah kepada kecacatan bukan gabungan. Nilai D10, D50, dan D90 serbuk perlu dikawal dalam julat yang ditentukan, dan nilai D50 sebaiknya 25-35 μm. Lebar taburan saiz zarah (span) serbuk hendaklah kurang daripada 1.5. Pengagihan yang terlalu luas akan membawa kepada tingkah laku lebur yang tidak konsisten.

Hubungan antara sfera serbuk dan kecairan

Sphericity serbuk ialah penunjuk utama untuk menilai kualiti bahan SLM. Sfera serbuk aloi titanium berkualiti tinggi harus lebih besar daripada 90%, yang hampir dengan sfera yang sempurna. Serbuk sfera mempunyai kecairan yang lebih baik dan keseragaman penyebaran serbuk, memastikan ketebalan konsisten setiap lapisan serbuk. Zarah satelit (zarah kecil yang melekat pada permukaan zarah yang lebih besar) mengurangkan kebolehaliran serbuk dan harus dikawal pada tahap minimum. Kekasaran permukaan serbuk juga mempengaruhi kecairan, dan permukaan serbuk yang disediakan oleh kaedah pengabusan plasma (IGA) gandingan induktif adalah lebih licin. Ujian kebolehaliran serbuk termasuk ujian kadar aliran Dewan dan ujian sudut rehat. Nilai kadar aliran hendaklah kurang daripada 25s/50g.

Pengaruh taburan saiz zarah terhadap tingkah laku lebur

Terdapat perbezaan dalam penyerapan dan kelajuan lebur zarah serbuk dengan saiz zarah yang berbeza di bawah penyinaran laser. Zarah halus mempunyai luas permukaan khusus yang besar, kecekapan penyerapan cahaya yang tinggi, dan kelajuan lebur yang cepat, tetapi ia terdedah kepada terlalu panas dan ablasi. Peleburan zarah kasar memerlukan input tenaga yang lebih tinggi dan kedalaman lebur lebih besar. Taburan saiz zarah yang tidak sekata akan menyebabkan saluran cair yang tidak stabil dan menjejaskan ketumpatan dan kualiti permukaan bahagian. Parameter laser perlu dioptimumkan berdasarkan ciri serbuk. Ketumpatan tenaga yang terlalu tinggi akan menyebabkan kesan lubang kunci, dan ketumpatan tenaga yang terlalu rendah akan mengakibatkan kekurangan gabungan. Strategi pengimbasan juga mempengaruhi kesan lebur, dan jarak imbasan yang munasabah perlu sepadan dengan saiz zarah serbuk.

Hubungan antara kualiti permukaan dan ketepatan dimensi

Saiz zarah serbuk secara langsung mempengaruhi kekasaran permukaan bahagian yang dicetak. Serbuk halus boleh mendapatkan permukaan yang lebih halus, dan nilai Ra boleh dikawal dalam julat 5-10μm. Permukaan yang dicetak oleh serbuk kasar adalah lebih kasar, dan nilai Ra biasanya 15-25μm. Untuk bahagian yang mempunyai keperluan kualiti permukaan yang tinggi, serbuk yang lebih halus perlu digunakan, atau dimesin dan digilap selepas dicetak. Ciri-ciri serbuk juga akan mempengaruhi ketepatan dimensi bahagian. Serbuk dengan kecairan yang baik boleh memastikan ketebalan salutan serbuk yang konsisten dan meningkatkan ketepatan arah Z. Ketumpatan pukal serbuk mempengaruhi pengecutan ketumpatan selepas lebur, yang seterusnya mempengaruhi saiz bahagian.

Kawalan kualiti serbuk dan pengurusan kitar semula

Kawalan kualiti serbuk aloi titanium perlu dijalankan melalui keseluruhan proses perolehan, penggunaan dan kitar semula. Apabila membeli serbuk baru, anda perlu mendapatkan sijil bahan dan laporan analisis saiz zarah untuk mengesahkan bahawa ia memenuhi spesifikasi teknikal. Pemeriksaan diperlukan sebelum digunakan untuk menghilangkan aglomerat dan kekotoran besar. Semasa proses percetakan, adalah perlu untuk memantau status serbuk, menambah serbuk baru dengan kerap, dan memastikan saiz zarah serbuk dalam kolam serbuk stabil. Apabila mengitar semula serbuk, adalah perlu untuk sentiasa mengesan perubahan dalam pengedaran saiz zarah dan menyaring serbuk halus dan kekotoran. Serbuk mesti disimpan dalam suasana kering dan lengai untuk mengelakkan penyerapan lembapan dan pengoksidaan. Adalah disyorkan bahawa bilangan kali serbuk digunakan hendaklah dikawal dalam masa 5-8 kali. Prestasi serbuk akan berkurangan dengan ketara selepas beberapa kitaran.