Tajribangizni yaxshilash uchun cookie-fayllardan foydalanamiz.Ushbu saytni ko'rib chiqishni davom ettirish orqali siz bizning cookie-fayllardan foydalanishimizga rozilik bildirasiz.Qo'shimcha ma'lumot.
Qo'shimcha ishlab chiqarish (AM) uch o'lchovli ob'ektlarni yaratishni o'z ichiga oladi, bir vaqtning o'zida bitta ultra yupqa qatlam, uni an'anaviy ishlov berishdan qimmatroq qiladi.Biroq, yig'ish jarayonida to'plangan kukunning faqat kichik bir qismi komponentga lehimlanadi.Keyin qolganlari erimaydi, shuning uchun uni qayta ishlatish mumkin.Aksincha, agar ob'ekt klassik tarzda yaratilgan bo'lsa, odatda frezalash va ishlov berish orqali materialni olib tashlash talab qilinadi.
Kukunning xarakteristikalari mashinaning parametrlarini aniqlaydi va birinchi navbatda e'tiborga olinishi kerak.Eritilmagan kukun ifloslangan va qayta ishlanmaydigan bo'lsa, AM narxi iqtisodiy bo'lmaydi.Kukunlarning shikastlanishi ikkita hodisaga olib keladi: mahsulotning kimyoviy modifikatsiyasi va morfologiya va zarracha hajmining taqsimlanishi kabi mexanik xususiyatlarning o'zgarishi.
Birinchi holda, asosiy vazifa sof qotishmalarni o'z ichiga olgan qattiq tuzilmalarni yaratishdir, shuning uchun biz kukunni, masalan, oksidlar yoki nitridlar bilan ifloslanishini oldini olishimiz kerak.Ikkinchi holda, bu parametrlar suyuqlik va tarqalish qobiliyati bilan bog'liq.Shuning uchun kukunning xossalarining har qanday o'zgarishi mahsulotning bir xil bo'lmagan taqsimlanishiga olib kelishi mumkin.
Oxirgi nashrlar ma'lumotlari shuni ko'rsatadiki, klassik oqim o'lchagichlar kukunli qatlam qo'shimchalarini ishlab chiqarishda kukun oqimi haqida etarli ma'lumot bera olmaydi.Xom ashyoning (yoki kukunlarning) tavsifiga kelsak, bozorda ushbu talabni qondira oladigan bir nechta mos o'lchash usullari mavjud.Stress holati va kukun oqimi maydoni o'lchash kamerasida va jarayonda bir xil bo'lishi kerak.Siqilish yuklarining mavjudligi AM qurilmalarida kesish hujayrali testerlar va klassik reometrlarda ishlatiladigan erkin sirt oqimi bilan mos kelmaydi.
GranuTools qo'shimchalar ishlab chiqarishda kukun tavsifi uchun ish oqimlarini ishlab chiqdi.Bizning asosiy maqsadimiz jarayonni aniq modellashtirish uchun har bir geometriya uchun bitta vositaga ega bo'lish edi va bu ish jarayoni bir nechta bosib chiqarish o'tishlari davomida kukun sifati evolyutsiyasini tushunish va kuzatish uchun ishlatilgan.Turli xil termal yuklarda (100 dan 200 ° C gacha) turli muddatlar uchun bir nechta standart alyuminiy qotishmalari (AlSi10Mg) tanlangan.
Kukunning zaryadni saqlash qobiliyatini tahlil qilish orqali termal degradatsiyani nazorat qilish mumkin.Kukunlar oquvchanlik (GranuDrum asbobi), qadoqlash kinetikasi (GranuPack asbobi) va elektrostatik harakat (GranuCharge asbobi) uchun tahlil qilindi.Quyidagi kukun massalari uchun birikish va qadoqlash kinetikasi o'lchovlari mavjud.
Osonlik bilan tarqaladigan kukunlar past birlashish indeksiga ega bo'ladi, tez to'ldirish dinamikasiga ega kukunlar esa to'ldirish qiyinroq bo'lgan mahsulotlarga nisbatan kamroq g'ovaklikka ega bo'lgan mexanik qismlarni ishlab chiqaradi.
Laboratoriyamizda bir necha oy davomida saqlanadigan uchta alyuminiy qotishma kukunlari (AlSi10Mg) turli xil zarracha o'lchamlari taqsimoti va bu erda A, B va C namunalari deb ataladigan bitta 316L zanglamaydigan po'latdan namuna tanlangan.Namunalarning xususiyatlari boshqalardan farq qilishi mumkin.ishlab chiqaruvchilar.Namuna zarrachalarining o'lchamini taqsimlash lazer diffraktsiya tahlili / ISO 13320 bilan o'lchandi.
Ular mashinaning parametrlarini nazorat qilganligi sababli, birinchi navbatda kukunning xususiyatlarini hisobga olish kerak va agar biz eritilmagan kukunni ifloslangan va qayta ishlanmaydigan deb hisoblasak, qo'shimchalar ishlab chiqarish xarajatlari biz xohlagan darajada tejamkor bo'lmaydi.Shuning uchun uchta parametr tekshiriladi: chang oqimi, qadoqlash kinetikasi va elektrostatika.
Tarqalishi, qayta qoplash operatsiyasidan keyin kukun qatlamining bir xilligi va "silliqligi" bilan bog'liq.Bu juda muhim, chunki silliq yuzalarni chop etish osonroq va ularni yopishish indeksini o'lchash bilan GranuDrum asbobi yordamida tekshirish mumkin.
Teshiklar materialning zaif nuqtalari bo'lgani uchun ular yoriqlarga olib kelishi mumkin.Qadoqlash dinamikasi ikkinchi muhim parametrdir, chunki tez qadoqlash kukunlari past porozlikka ega.Ushbu xatti-harakatlar GranuPack yordamida n1/2 qiymati bilan o'lchandi.
Kukunda elektr zaryadining mavjudligi aglomeratlarning shakllanishiga olib keladigan birlashtiruvchi kuchlarni hosil qiladi.GranuCharge kukunning oqim paytida tanlangan material bilan aloqa qilganda elektrostatik zaryad hosil qilish qobiliyatini o'lchaydi.
Qayta ishlash jarayonida GranuCharge oqimning yomonlashishini, masalan, AMda qatlam shakllanishini bashorat qilishi mumkin.Shunday qilib, olingan o'lchovlar don sirtining holatiga (oksidlanish, ifloslanish va pürüzlülük) juda sezgir.Keyin qayta tiklangan kukunning qarishini aniq aniqlash mumkin (± 0,5 nC).
GranuDrum aylanuvchi baraban printsipiga asoslanadi va kukunning oquvchanligini o'lchash uchun dasturlashtirilgan usuldir.Shaffof yon devorlari bo'lgan gorizontal silindr kukun namunasining yarmini o'z ichiga oladi.Baraban o'z o'qi atrofida 2 dan 60 rpm gacha burchak tezligida aylanadi va CCD kamerasi suratga oladi (1 soniya oralig'ida 30 dan 100 tagacha tasvir).Havo/chang interfeysi chekka aniqlash algoritmi yordamida har bir tasvirda aniqlanadi.
Interfeysning o'rtacha holatini va bu o'rtacha pozitsiya atrofidagi tebranishlarni hisoblang.Har bir aylanish tezligi uchun oqim burchagi (yoki "dam olishning dinamik burchagi") af o'rtacha interfeys holatidan hisoblab chiqiladi va zarrachalar orasidagi bog'lanishni bildiruvchi dinamik yopishish indeksi sf interfeys tebranishlaridan tahlil qilinadi.
Oqim burchagiga bir qator parametrlar ta'sir qiladi: zarralar orasidagi ishqalanish, shakli va kogeziyasi (van der Vaals, elektrostatik va kapillyar kuchlar).Biriktiruvchi kukunlar oraliq oqimga olib keladi, birikmaydigan kukunlar esa muntazam oqimga olib keladi.Oqim burchagi af ning kichikroq qiymatlari yaxshi oqim xususiyatlariga mos keladi.Nolga yaqin bo'lgan dinamik yopishish ko'rsatkichi yopishqoq bo'lmagan kukunga to'g'ri keladi, shuning uchun kukunning yopishqoqligi oshgani sayin, yopishqoqlik indeksi mos ravishda ortadi.
GranuDrum sizga birinchi ko'chkining burchagini va oqim paytida kukunning aeratsiyasini o'lchash imkonini beradi, shuningdek aylanish tezligiga qarab yopishish indeksi sf va oqim burchagi af ni o'lchash imkonini beradi.
GranuPack massaviy zichligi, teginish zichligi va Hausner nisbati o'lchovlari (shuningdek, "tegish testlari" deb ataladi) o'lchash qulayligi va tezligi tufayli kukun tavsifida juda mashhur.Kukunning zichligi va uning zichligini oshirish qobiliyati saqlash, tashish, aglomeratsiya va hokazolarda muhim parametrlardir Tavsiya etilgan tartib Farmakopeyada tavsiflangan.
Ushbu oddiy test uchta asosiy kamchilikka ega.O'lchovlar operatorga bog'liq va to'ldirish usuli dastlabki kukun hajmiga ta'sir qiladi.Ovozni vizual o'lchash natijalarda jiddiy xatolarga olib kelishi mumkin.Tajribaning soddaligi tufayli biz dastlabki va yakuniy o'lchamlar orasidagi siqilish dinamikasini e'tiborsiz qoldirdik.
Uzluksiz rozetkaga kiritilgan kukunning harakati avtomatlashtirilgan uskunalar yordamida tahlil qilindi.Hausner koeffitsienti Hr, boshlang'ich zichlik r(0) va yakuniy zichlik r(n) ni n marta bosgandan keyin aniq o'lchang.
Kranlar soni odatda n=500 da belgilanadi.GranuPack - bu so'nggi dinamik tadqiqotlarga asoslangan avtomatlashtirilgan va ilg'or teginish zichligini o'lchash.
Boshqa indekslardan foydalanish mumkin, ammo ular bu erda ko'rsatilmagan.Kukun metall quvurlarga joylashtiriladi va qattiq avtomatik ishga tushirish jarayonidan o'tadi.Dinamik parametr n1/2 va maksimal zichlik r(∞) ning ekstrapolyatsiyasi siqilish egri chizig'idan olinadi.
Siqilish paytida chang/havo interfeysi darajasida ushlab turish uchun chang to'shagining tepasida engil ichi bo'sh silindr o'tiradi.Kukun namunasini o'z ichiga olgan trubka ∆Z belgilangan balandlikka ko'tariladi va keyin odatda ∆Z = 1 mm yoki ∆Z = 3 mm da o'rnatiladigan balandlikka erkin tushadi, har bir zarbadan keyin avtomatik ravishda o'lchanadi.Balandligi bo'yicha siz qoziqning V hajmini hisoblashingiz mumkin.
Zichlik - m massasining kukun qatlamining V hajmiga nisbati.Kukun massasi m ma'lum, zichlik r har bir chiqarilgandan keyin qo'llaniladi.
Hausner koeffitsienti Hr siqilish tezligi bilan bog'liq va Hr = r (500) / r (0) tenglamasi bilan tahlil qilinadi, bu erda r (0) - boshlang'ich massa zichligi va r (500) - 500 dan keyin hisoblangan kran zichligi. kranlar.Natijalar GranuPack usuli yordamida oz miqdorda kukun (odatda 35 ml) bilan takrorlanadi.
Kukunning xususiyatlari va qurilma ishlab chiqarilgan materialning tabiati asosiy parametrlardir.Oqim paytida kukun ichida elektrostatik zaryadlar hosil bo'ladi va bu zaryadlar triboelektrik effekt, ikkita qattiq jism bilan aloqa qilganda zaryad almashinuvi tufayli yuzaga keladi.
Kukun qurilma ichida oqganda, zarralar orasidagi aloqada va zarracha va qurilma o'rtasidagi aloqada triboelektrik effektlar paydo bo'ladi.
Tanlangan material bilan aloqa qilganda, GranuCharge oqim paytida kukun ichida hosil bo'lgan elektrostatik zaryad miqdorini avtomatik ravishda o'lchaydi.Kukun namunasi tebranish V-naychasida oqadi va elektrometrga ulangan Faraday kosasiga tushadi, u V-naychadan o'tganda kukun olgan zaryadni o'lchaydi.Qayta tiklanadigan natijalar uchun V-trubkani tez-tez aylanadigan yoki tebranish moslamasi bilan boqing.
Triboelektrik ta'sir bir ob'ektning yuzasida elektron olishiga va shu tariqa manfiy zaryadlanishiga olib keladi, boshqa ob'ekt elektronlarni yo'qotadi va shuning uchun musbat zaryadlanadi.Ba'zi materiallar elektronlarni boshqalarga qaraganda osonroq oladi va shunga o'xshash boshqa materiallar elektronlarni osonroq yo'qotadi.
Qaysi material manfiy, qaysi biri ijobiy bo'lishi, ishtirok etayotgan materiallarning elektron olish yoki yo'qotishga nisbatan nisbiy moyilligiga bog'liq.Ushbu tendentsiyalarni ifodalash uchun 1-jadvalda ko'rsatilgan triboelektrik seriyalar ishlab chiqilgan.Jadvalning o'rtasida musbat zaryadlanishga moyil bo'lgan va salbiy zaryadga moyil bo'lgan boshqa materiallar, xulq-atvor tendentsiyalarini ko'rsatmaydigan materiallar ro'yxatga olingan.
Boshqa tomondan, ushbu jadval faqat moddiy zaryad harakati tendentsiyasi haqida ma'lumot beradi, shuning uchun GranuCharge kukun zaryadining harakati uchun aniq qiymatlarni ta'minlash uchun yaratilgan.
Termik parchalanishni tahlil qilish uchun bir nechta tajribalar o'tkazildi.Namunalar 200 ° C haroratda bir soatdan ikki soatgacha qoldiriladi.Keyin kukun darhol GranuDrum (termal nomi) bilan tahlil qilinadi.Keyin kukun atrof-muhit haroratiga yetguncha idishga joylashtiriladi va GranuDrum, GranuPack va GranuCharge (ya'ni "sovuq") yordamida tahlil qilinadi.
Xom namunalar GranuPack, GranuDrum va GranuCharge yordamida bir xil namlik/xona haroratida, ya'ni nisbiy namlik 35,0 ± 1,5% va harorat 21,0 ± 1,0 °C da tahlil qilindi.
Birikish indeksi kukunning oquvchanligini hisoblab chiqadi va interfeys holatidagi o'zgarishlar (chang / havo) bilan bog'liq bo'lib, ular faqat uchta aloqa kuchini (van der Waals, kapillyar va elektrostatik) aks ettiradi.Tajribadan oldin nisbiy namlik (RH,%) va haroratni (°C) yozib oling.Keyin kukunni baraban idishiga quying va tajribani boshlang.
Tiksotropik parametrlarni hisobga olgan holda, biz ushbu mahsulotlar pishirilishga sezgir emas degan xulosaga keldik.Qizig'i shundaki, termal zo'riqish A va B namunalari kukunlarining reologik harakatini siljishning qalinlashuvidan siljishning ingichkalashiga o'zgartirdi.Boshqa tomondan, C va SS 316L namunalari haroratga ta'sir qilmadi va faqat kesishning qalinlashishini ko'rsatdi.Har bir kukun isitish va sovutishdan so'ng yaxshiroq tarqalish qobiliyatini (ya'ni, pastroq birlashish indeksini) ko'rsatdi.
Harorat ta'siri zarrachalarning o'ziga xos yuzasiga ham bog'liq.Materialning issiqlik o'tkazuvchanligi qanchalik katta bo'lsa, haroratga (ya'ni ???225°?=250?.?-1.?-1) va ?316?225°?=19?.?-1.?-1), zarrachalar qanchalik kichik bo'lsa, haroratning ta'siri shunchalik muhim bo'ladi.Yuqori haroratlarda ishlash alyuminiy qotishma kukunlari uchun yaxshi tanlovdir, chunki ularning tarqalishi ortib boradi va sovutilgan namunalar toza kukunlarga nisbatan yanada yaxshi oqimga erishadi.
Har bir GranuPack tajribasi uchun har bir tajribadan oldin kukunning og'irligi qayd etilgan va namuna 1 mm lik o'lchov xujayrasining erkin tushishi bilan 1 Gts chastotali 500 ta zarbaga duchor bo'lgan (ta'sir energiyasi ∝).Namunalar foydalanuvchidan mustaqil ravishda dasturiy ta'minot ko'rsatmalariga muvofiq o'lchov kataklariga yuboriladi.Keyin takrorlanuvchanlikni baholash va o'rtacha va standart og'ishlarni tekshirish uchun o'lchovlar ikki marta takrorlandi.
GranuPack tahlili tugallangach, qadoqlashning dastlabki zichligi (r(0)), yakuniy qadoqlash zichligi (bir necha marta bosishda, n = 500, yaʼni r(500)), Hausner nisbati/Karr indeksi (Hr/Cr) va ikkita qayd qilingan siqilish dinamikasi bilan bog'liq parametrlar (n1/2 va t).Optimal zichlik r(∞) ham ko'rsatilgan (1-ilovaga qarang).Quyidagi jadval eksperimental ma'lumotlarni qayta tashkil qiladi.
6 va 7-rasmlarda siqilishning umumiy egri chiziqlari (ta'sirlar soniga nisbatan ommaviy zichlik) va n1/2/Hausner parametr nisbati ko'rsatilgan.Har bir egri chiziqda o'rtacha qiymatlar yordamida hisoblangan xato chiziqlari ko'rsatilgan va standart og'ishlar takroriylik testlaridan hisoblangan.
316L zanglamaydigan po'latdan yasalgan mahsulot eng og'ir mahsulot edi (r (0) = 4,554 g / ml).Bog'lanish zichligi bo'yicha SS 316L hali ham eng og'ir kukun (r(n) = 5,044 g/ml), undan keyin A namunasi (r(n) = 1,668 g/mL), undan keyin B namunasi (r (n)) = 1,668 g/ml) (n) = 1,645 g/ml).S namunasi eng past (r(n) = 1,581 g/mL) edi.Boshlang'ich kukunning massa zichligiga ko'ra, biz A namunasi eng engil ekanligini ko'ramiz va xatolikni (1,380 g / ml) hisobga olgan holda, B va C namunalari taxminan bir xil qiymatga ega.
Kukun qizdirilganda uning Hausner nisbati pasayadi, bu faqat B, C va SS 316L namunalari uchun sodir bo'ladi.A namunasi uchun buni xato satrlarining kattaligi tufayli amalga oshirib bo'lmaydi.n1/2 uchun parametr tendentsiyalarini aniqlash qiyinroq.A va SS 316L namunalari uchun n1/2 qiymati 200°C da 2 soatdan keyin kamaydi, B va C kukunlari uchun esa termal yuklanishdan keyin ortdi.
Har bir GranuCharge tajribasi uchun vibratsiyali oziqlantiruvchi ishlatilgan (8-rasmga qarang).316L zanglamaydigan po'lat quvurdan foydalaning.Reproduktivlikni baholash uchun o'lchovlar 3 marta takrorlandi.Har bir o'lchov uchun ishlatiladigan mahsulotning og'irligi taxminan 40 ml ni tashkil etdi va o'lchovdan keyin hech qanday kukun olinmadi.
Tajribadan oldin kukunning og'irligi (mp, g), havoning nisbiy namligi (RH, %) va harorat (°C) qayd etiladi.Sinov boshida, birlamchi kukunning zaryad zichligini (mkC/kg da q0) o'lchab, kukunni Faraday stakaniga soling.Nihoyat, kukun massasini yozib oling va tajriba oxirida yakuniy zaryad zichligi (qf, µC/kg) va Dq (Dq = qf – q0) ni hisoblang.
GranuCharge xom ashyosi ma'lumotlari 2-jadval va 9-rasmda ko'rsatilgan (s - takrorlanuvchanlik testi natijalaridan hisoblangan standart og'ish) va natijalar gistogrammalar sifatida taqdim etilgan (faqat q0 va Dq ko'rsatilgan).SS 316L eng past boshlang'ich narxga ega edi;bu mahsulot eng yuqori PSDga ega ekanligi bilan bog'liq bo'lishi mumkin.Birlamchi alyuminiy qotishma kukunining dastlabki zaryad miqdoriga kelsak, xatolarning kattaligi tufayli hech qanday xulosa chiqarish mumkin emas.
316L zanglamaydigan po'lat quvur bilan aloqa qilgandan so'ng, A namunasi B va C kukunlari bilan solishtirganda eng kam zaryad miqdorini oldi, bu shunga o'xshash tendentsiyani ta'kidlaydi, SS 316L kukuni SS 316L bilan ishqalanganda, zaryad zichligi 0 ga yaqin bo'ladi (qarang: triboelektrik seriya).B mahsuloti hali ham A ga qaraganda ko'proq zaryadlangan. S namunasi uchun tendentsiya davom etadi (ijobiy boshlang'ich zaryad va oqishdan keyin yakuniy zaryad), lekin termal degradatsiyadan keyin zaryadlar soni ortadi.
200 ° C haroratda 2 soatlik termal stressdan so'ng, kukunning harakati ajoyib bo'ladi.A va B namunalarida dastlabki zaryad kamayadi va oxirgi zaryad salbiydan musbatga o'zgaradi.SS 316L kukuni eng yuqori boshlang'ich zaryadga ega edi va uning zaryad zichligi o'zgarishi ijobiy bo'ldi, lekin pastligicha qoldi (ya'ni 0,033 nC/g).
Biz 200 ° C da 2 soatdan keyin atrof-muhit havosida asl kukunlarni tahlil qilishda alyuminiy qotishmasi (AlSi10Mg) va 316L zanglamaydigan po'latdan yasalgan kukunlarning kombinatsiyalangan xatti-harakatlariga termal degradatsiyaning ta'sirini o'rgandik.
Yuqori haroratda kukunlardan foydalanish mahsulotning tarqalishini yaxshilashi mumkin va bu ta'sir yuqori o'ziga xos sirt maydoni bo'lgan kukunlar va yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega materiallar uchun muhimroq ko'rinadi.GranuDrum oqimni baholash uchun, GranuPack dinamik to'ldirish tahlili uchun va GranuCharge 316L zanglamaydigan po'lat quvurlar bilan aloqa qilishda kukunning triboelektrini tahlil qilish uchun ishlatilgan.
Ushbu natijalar GranuPack yordamida o'rnatildi, bu termal stress jarayonidan keyin har bir kukun uchun Hausner koeffitsientining yaxshilanishini (o'lchamdagi xatolik tufayli A namunasidan tashqari) ko'rsatadi.Qadoqlash parametrlariga (n1/2) nazar tashlasak, aniq tendentsiyalar kuzatilmadi, chunki ba'zi mahsulotlarda qadoqlash tezligi oshgani, boshqalari esa qarama-qarshi ta'sir ko'rsatgan (masalan, B va C namunalari).
Xabar vaqti: 2023 yil 10-yanvar