粉末床電子束熔融金屬3D打印，鈦粉可重復(fù)使用30次 ！零件孔隙率變化不大（轉(zhuǎn)）
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發(fā)布時(shí)間：2021-01-09
2021年1月9日
，南極熊獲悉，在華盛頓大學(xué)的一個(gè)研究小組最近發(fā)表的一項(xiàng)研究中，利用X射線微型計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT），對(duì)Ti6Al4V的粉末床熔融-電子束熔化（PBF-EB）增材制造產(chǎn)生的孔隙率進(jìn)行了一系列30次構(gòu)建周期（包括約480小時(shí)的累積構(gòu)建時(shí)間）的表征。研究表明，增材制造粉末可以重復(fù)使用多達(dá)30次，而孔隙率沒有顯著增加。在追求金屬增材制造（AM）工業(yè)化的過程中
，粉末重復(fù)使用已經(jīng)成為一個(gè)核心問題。此外，孔隙率對(duì)金屬部件可靠性和金屬的損傷容忍度是一個(gè)關(guān)鍵問題。然而，粉末重復(fù)使用對(duì)金屬孔隙率的貢獻(xiàn)不太得到人們的關(guān)注。孔隙來源于氣體霧化粉末的孔隙，以及由熔池不完全融合引起的孔隙
。雖然隨著粉末的重復(fù)使用，孔隙大小分布略有減少，但總體平均體積孔隙率為0.10±0.02%，且隨著重復(fù)使用的增加，孔隙率沒有明顯變化。
此外
，研究還發(fā)現(xiàn)孔徑與球形度之間存在反比關(guān)系，大孔徑構(gòu)成更大的有效應(yīng)力集中。而最大的孔隙密度位于等高線與熔體梁之間的過渡處，約0.5-1.0mm的表面附近的零件，最大的孔隙位于內(nèi)部孵化區(qū)域。
因此
，盡管顆粒逐漸變形，氧化程度增加 ，但在Ti6Al4V的PBF-EB 增材制造中 ，隨著粉末的重復(fù)使用，金屬孔隙率沒有明顯的變化 。雖然根據(jù)具體的應(yīng)用 ，對(duì)粉末質(zhì)量和孔隙率的具體要求有很大的不同，醫(yī)療和航空航天應(yīng)用往往執(zhí)行非常嚴(yán)格的規(guī)定 ，但事實(shí)上 ，關(guān)于粉末重復(fù)使用后的質(zhì)量的文獻(xiàn)仍然不是那么多，而且總體上認(rèn)為不能重熔和重復(fù)使用多次 ，有時(shí)顯得很教條 ，而不是基于已證實(shí)的事實(shí)。
隨著增材制造行業(yè)向規(guī)?div id="m50uktp" class="box-center"> ；a(chǎn)過渡
，重復(fù)使用增材制造粉末，特別是PBF工藝所需的高球形粉末 ，將是降低整體零件成本的關(guān)鍵因素之一 。
Powder reuse and its contribution to porosity in additive manufacturing of Ti6Al4V 論文鏈接
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2589152920304087
本文轉(zhuǎn)自 南極熊3D打印
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，利用X射線微型計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）
，對(duì)Ti6Al4V的粉末床熔融-電子束熔化（PBF-EB）增材制造產(chǎn)生的孔隙率進(jìn)行了一系列30次構(gòu)建周期（包括約480小時(shí)的累積構(gòu)建時(shí)間）的表征
。研究表明
，增材制造粉末可以重復(fù)使用多達(dá)30次
，而孔隙率沒有顯著增加。
在追求金屬增材制造（AM）工業(yè)化的過程中
，粉末重復(fù)使用已經(jīng)成為一個(gè)核心問題
。此外
，孔隙率對(duì)金屬部件可靠性和金屬的損傷容忍度是一個(gè)關(guān)鍵問題。然而
，粉末重復(fù)使用對(duì)金屬孔隙率的貢獻(xiàn)不太得到人們的關(guān)注
。
孔隙來源于氣體霧化粉末的孔隙，以及由熔池不完全融合引起的孔隙
。雖然隨著粉末的重復(fù)使用
，孔隙大小分布略有減少，但總體平均體積孔隙率為0.10±0.02%
，且隨著重復(fù)使用的增加
，孔隙率沒有明顯變化。
此外
，研究還發(fā)現(xiàn)孔徑與球形度之間存在反比關(guān)系，大孔徑構(gòu)成更大的有效應(yīng)力集中
。而最大的孔隙密度位于等高線與熔體梁之間的過渡處
，約0.5-1.0mm的表面附近的零件，最大的孔隙位于內(nèi)部孵化區(qū)域
。
因此
，盡管顆粒逐漸變形，氧化程度增加
，但在Ti6Al4V的PBF-EB 增材制造中
，隨著粉末的重復(fù)使用，金屬孔隙率沒有明顯的變化
。雖然根據(jù)具體的應(yīng)用
，對(duì)粉末質(zhì)量和孔隙率的具體要求有很大的不同，醫(yī)療和航空航天應(yīng)用往往執(zhí)行非常嚴(yán)格的規(guī)定
，但事實(shí)上
，關(guān)于粉末重復(fù)使用后的質(zhì)量的文獻(xiàn)仍然不是那么多，而且總體上認(rèn)為不能重熔和重復(fù)使用多次
，有時(shí)顯得很教條
，而不是基于已證實(shí)的事實(shí)。
隨著增材制造行業(yè)向規(guī)?div id="m50uktp" class="box-center"> ；a(chǎn)過渡
，重復(fù)使用增材制造粉末，特別是PBF工藝所需的高球形粉末
，將是降低整體零件成本的關(guān)鍵因素之一
。
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