کیا دھات کے پاؤڈر کا ذرہ سائز سانچوں کی پرنٹنگ کے معیار کو متاثر کرتا ہے؟

一 ، جس طرح سے ذرہ سائز پرنٹ کے معیار کو متاثر کرتا ہے: ایک سے زیادہ طریقوں سے ہم آہنگی کا اثر
1. پاؤڈر یکساں طور پر پھیل گیا: پاؤڈر پرت کی کثافت ذرات کے سائز پر مبنی ہے۔
میٹل تھری ڈی پرنٹنگ کا پہلا قدم پاؤڈر کی تقسیم ہے ، اور یہ بھی سڑنا کے ابتدائی معیار پر براہ راست اثر پڑتا ہے۔ پاؤڈر کے ذرات جو چھوٹے ہیں (15 μm سے کم) ایک ساتھ رہتے ہیں کیونکہ ان میں سطح کی بہت زیادہ توانائی ہوتی ہے۔ اس سے پاؤڈر پرت میں voids یا جھنڈوں کا سبب بن سکتا ہے۔ دوسری طرف ، اگر ذرات بہت بڑے (53 μm سے زیادہ) ہیں تو ، وہ اچھی طرح سے بہہ سکتے ہیں لیکن کم سے کم پرت کی موٹائی کو محدود کرسکتے ہیں ، جس سے پتلی - دیواروں والے ڈھانچے جیسی عمدہ خصوصیات بنانا مشکل ہوجاتا ہے۔ مثال کے طور پر ، جب ایس ایل ایم عمل میں 15 سے 45 μm سائز کے ذرات کے ساتھ 316L سٹینلیس سٹیل پاؤڈر کو ملازمت دیتے ہیں تو ، پاؤڈر پرت کی موٹائی کو 30 اور 50 μm کے درمیان رکھا جاسکتا ہے ، اور پاؤڈر پرت کی کثافت 99.2 ٪ تک پہنچ سکتی ہے۔ لیکن جیسے جیسے ذرہ سائز اس حد سے اوپر جاتا ہے ، پوروسٹی بہت بڑھ جاتی ہے۔
ذرہ سائز کی تقسیم کی معقولیت اتنی ہی اہم ہے۔ بیموڈل تقسیم (موٹے اور عمدہ ذرات کو ملاوٹ) کا استعمال پاؤڈر پیکنگ کثافت کو بہتر بنانے میں مدد کرتا ہے۔ باریک ذرات موٹے ذرات کے درمیان خالی جگہوں کو بھرتے ہیں ، جس سے ڈھیلے پیکنگ کثافت میں 10 ٪ سے 15 ٪ اضافہ ہوتا ہے۔ اس سے سڑنا میں داخلی خامیاں کم ہوجاتی ہیں۔ TI6AL4V پاؤڈر (D 50=35 μ m ، d {{9} μ m) کے ذرہ سائز کے تناسب کو بہتر بنا کر ، ایک مخصوص ہوا بازی کی کمپنی نے ٹربائن بلیڈ سانچوں کی کثافت کو 98.5 ٪ سے بڑھا کر 99.7 ٪ اور تھکاوٹ کی زندگی میں 20 ٪ کردیا۔
2. پول استحکام: ذرہ سائز اور توانائی کے جذب کے مابین ایک توازن جو وقت کے ساتھ ساتھ تبدیل ہوتا ہے
پگھلا ہوا تالاب ایک اہم حصہ ہے جہاں دھات کا پاؤڈر پگھل جاتا ہے ، اور اس کا استحکام اس بات پر منحصر ہوتا ہے کہ پاؤڈر لیزر/الیکٹران بیم توانائی کو کتنا اچھی طرح جذب کرتا ہے۔ چھوٹے ذرات میں سطح کا ایک خاص خاص رقبہ اور تیز گرمی جذب کی شرح ہوتی ہے۔ تاہم ، پاؤڈر جو بہت چھوٹے ہیں (جیسے<10 μ m) can splash because to thermal stress concentration, which can cause porosity or incomplete fusing flaws. To thoroughly melt coarse particles, you need more energy, and not enough energy can make the layers stick together poorly. For instance, when printing with AlSi10Mg aluminum alloy, powders with a particle size of 20–50 μ m may make a stable melt pool at a laser power of 200W. However, when the particle size is>60 μ میٹر ، جزوی فیوژن نقائص کی شرح 15 ٪ تک جاتی ہے۔
ناہموار ذرہ سائز کی تقسیم کچھ علاقوں میں گرمی کی ترسیل میں عدم مساوات کا سبب بھی بن سکتی ہے ، جو تناؤ کے بقایا حراستی میں معاون ثابت ہوسکتی ہے۔ ایک تحقیق میں بتایا گیا ہے کہ سانچوں کو پرنٹ کرنے کے لئے وسیع ذرہ سائز کی تقسیم (10–100 μm) کے ساتھ انکونیل 718 پاؤڈر کا استعمال ایک محدود تقسیم (20–50 μm) کے مقابلے میں بقایا تناؤ میں 30 فیصد اضافہ ہوتا ہے۔ اس سے وارپنگ اخترتی کا خطرہ بہت زیادہ ہوجاتا ہے۔
3. سطح کا معیار اور درستگی: کھردری پر ذرہ سائز کا براہ راست کنٹرول
سڑنا کی سطح کی کھردری یہ بتانے کا ایک اچھا طریقہ ہے کہ پرنٹنگ کتنی اچھی طرح سے چل رہی ہے ، کیونکہ یہ پاؤڈر کے ذرات کے سائز کے براہ راست متناسب ہے۔ چھوٹے چھوٹے ذرات ، سطح کو ہموار۔ تاہم ، اگر پاؤڈر بہت ٹھیک ہے تو ، یہ اچھی طرح سے نہیں بہتا ہے اور ہوسکتا ہے کہ پاؤڈر کے ناہموار پھیلاؤ کا سبب بن سکے ، جس کی وجہ سے سطح کو روگر بنا دیا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر ، اگر آپ 25 μm کے D50 کے ساتھ 316L پاؤڈر پرنٹنگ سانچوں کا استعمال کرتے ہیں تو ، آپ سطح کی کھردری RA کو 8 μm کے اندر رکھ سکتے ہیں۔ لیکن اگر آپ 15 μm کے D50 کے ساتھ پاؤڈر استعمال کرتے ہیں تو ، RA کی قیمت 15 μm سے زیادہ ہوگی کیونکہ ذرات ایک ساتھ رہتے ہیں۔
پیچیدہ ساختی سانچوں (اس طرح کے کنفرمل کولنگ چینلز) کے لئے ذرات کے سائز کا انتخاب کرتے وقت ، آپ کو درستگی اور استعمال میں آسانی کے مابین سمجھوتہ تلاش کرنے کی ضرورت ہے۔ ایک کمپنی جو کاروں کے لئے سانچوں کو بناتی ہے وہ 30-60 μ میٹر کے ذرہ سائز کے ساتھ مارٹینسیٹک عمر کے اسٹیل پاؤڈر کا استعمال کرکے کم سے کم 0.5 ملی میٹر کے ساتھ درست شکلیں بنانے میں کامیاب تھی۔ انہوں نے یہ بھی یقینی بنایا کہ آبی گزرگاہ کی اندرونی دیوار کی کھردری RA 10 μ میٹر سے کم یا اس کے برابر ہے۔
2 ، عام عملوں کی ذرہ سائز موافقت: ایس ایل ایم اور ای بی ایم کے لئے مختلف ضروریات
1. ایس ایل ایم عمل: چھوٹے ذرہ سائز اور اعلی درستگی کا ایک مجموعہ
ایس ایل ایم تکنیک ایک لیزر کو توانائی کے ماخذ کے طور پر استعمال کرتی ہے ، اور عام جگہ کا قطر عام طور پر 50 اور 100 μm کے درمیان ہوتا ہے۔ لہذا ، آپ کو ایک عمدہ - دانے دار پاؤڈر (15–53 μm) کا انتخاب کرنے کی ضرورت ہے جو جگہ کے سائز سے مماثل ہے۔ باریک ذرات لیزر توانائی کو جلدی سے جذب کرسکتے ہیں اور یکساں پگھل پول تشکیل دے سکتے ہیں ، لیکن آکسائڈ کی شمولیت سے بچنے کے لئے آکسیجن کی مقدار کو 150 پی پی ایم سے نیچے رکھنا چاہئے۔ مثال کے طور پر ، جب ٹائٹینیم مصر کے آرتھوپیڈک ایمپلانٹس کے لئے سانچوں کو بناتے ہو تو ، ٹی سی 4 پاؤڈر جس میں 20–45 μm کے ذرہ سائز اور 80 پی پی ایم کی آکسیجن کی سطح ہوتی ہے وہ یپرچر رواداری کے اعلی -} صحت سے متعلق معیارات ± 0.02 ملی میٹر اور سطح کی کھجلی RA <5 μm سے مل سکتی ہے۔
2. ای بی ایم عمل: بڑے ذرہ سائز اور اعلی کارکردگی کے مابین سمجھوتہ تلاش کریں۔
ای بی ایم کا طریقہ الیکٹران بیم کو اپنے توانائی کے ذریعہ کے طور پر استعمال کرتا ہے۔ اس کی توانائی کی کثافت کی تقسیم کی خصوصیات موٹے ذرات (53-150 μ میٹر) پگھلنے کے لئے بہتر ہیں۔ موٹے ذرات پاؤڈر پرتوں کی تعداد کو کم کرسکتے ہیں ، پرنٹنگ کو تیز تر بنا سکتے ہیں ، اور کم بقایا تناؤ کم کرسکتے ہیں۔ جب ایک مخصوص ہوا بازی انجن کمپنی نکل - پر مبنی اعلی - درجہ حرارت کھوٹ ٹربائن ڈسک سانچوں کو بنانے کے لئے ای بی ایم کا استعمال کرتی ہے تو ، یہ ایسے ذرات کے ساتھ پاؤڈر کا انتخاب کرتا ہے جو 60 سے 105 μm سائز میں ہوتا ہے۔ وار پیج اخترتی 700 ڈگری کے پہلے سے گرم درجہ حرارت پر 0.1 ملی میٹر کے اندر رکھی جاتی ہے ، اور پرنٹنگ کی رفتار ایس ایل ایم سے تین گنا تیز ہے۔
3. لینس عمل: ذرات کے سائز اور پاؤڈر کو کھانا کھلانے کے استحکام سے ملاپ
لینس (کلین فارمنگ کے قریب لیزر) تکنیک میں سماکشیی پاؤڈر کھانا کھلانے کا طریقہ استعمال کیا جاتا ہے۔ اس بات کو یقینی بنانے کے لئے کہ پاؤڈر کھانا کھلانا مستحکم ہے ، 105 سے 180 μm کے ذرہ سائز والے موٹے پاؤڈر کا انتخاب کرنا ضروری ہے۔ موٹے ذرات پاؤڈر کو کھانا کھلانے والے ٹیوب کو بھرانے سے روکنے میں مدد کرسکتے ہیں ، لیکن اسکیننگ کی رفتار (600-1000 ملی میٹر/سیکنڈ) کو نامکمل فیوژن غلطیوں سے بچنے کے لئے صحیح سطح پر سیٹ کرنے کی ضرورت ہے۔ ایک مخصوص سڑنا کی مرمت کرنے والی کمپنی نے ڈائی - کاسٹنگ سانچوں کو ٹھیک کرنے کے لئے لینس ٹکنالوجی کا استعمال کیا ، جس میں H13 اسٹیل پاؤڈر کو ایسے ذرات کے ساتھ ملازمت دی گئی تھی جو 120-150 μ میٹر سائز کے تھے۔ 1000W کی لیزر طاقت اور 800 ملی میٹر/سیکنڈ کی اسکیننگ کی رفتار کے ساتھ ، مرمت کی پرت اور سبسٹریٹ کے مابین میٹالرجیکل بانڈنگ کی طاقت کم از کم 400MPA پایا گیا۔
3 ، ذرہ سائز کو بہتر بنانے کی حکمت عملی: تیاری سے لے کر پوسٹ - علاج کے عمل کا مکمل کنٹرول
1. پاؤڈر کی تیاری: ایروسولائزیشن اور پریپ ٹکنالوجی کے درمیان انتخاب
گیس ایٹمائزیشن (جی اے) اب پاؤڈر بنانے کا سب سے عام طریقہ ہے کیونکہ یہ سستا ہے اور اچھی طرح سے کام کرتا ہے۔ تاہم ، یہ اکثر سیٹلائٹ پاؤڈر (چھوٹے چھوٹے ذرات جو بڑے ذرات کی سطح پر قائم رہتا ہے) اور کھوکھلی پاؤڈر بناتا ہے ، جو پرنٹنگ کے معیار کو کم کرتا ہے۔ پلازما گھومنے والا الیکٹروڈ ایٹمائزیشن پروسیس (پی ای پی) اعلی -}- تیز رفتار گھومنے والے الیکٹروڈس کے ساتھ دھات پگھلنے کے ذریعہ 98 than سے زیادہ کی دائمی اور سیٹلائٹ پاؤڈر مواد کو 0.5 than سے بھی کم بنا سکتا ہے۔ تاہم ، سامان مہنگا ہے۔ ایک اعلی - اختتامی مولڈ میکر نے 316L پاؤڈر کی تھکاوٹ کی زندگی کو بہتر بنایا ہے جو پریپ عمل کو 100،000 سائیکلوں سے لے کر 500،000 چکروں تک استعمال کرتے ہوئے بنایا گیا ہے۔
2. ذرہ سائز کے ذریعہ اسکریننگ: دو - اسٹیج اسکریننگ اور گریڈیشن کی اصلاح
دو - اسٹیج اسکریننگ (اس طرح کے 30 μ m اور 53 μ m sives) کو تنگ ذرہ سائز کی تقسیم کے ساتھ پاؤڈر حاصل کرنے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے۔ اس سے پاؤڈر کا ناہموار پھیل جاتا ہے جو اس وقت ہوتا ہے جب موٹے اور چھوٹے ذرات ایک ساتھ مل جاتے ہیں۔ مختلف ذرہ سائز کے ساتھ پاؤڈر کو جوڑ کر ، آپ بلک کثافت میں اضافہ کرکے گریڈنگ کو بہتر بنا سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر ، 30–50 μm موٹے پاؤڈر کے 80 ٪ کے ساتھ 10–20 μm ٹھیک پاؤڈر کے 20 ٪ کو ملا دینا ، بلک کثافت کو 4.2g/سینٹی میٹر سے 4.8g/سینٹی میٹر تک بڑھا سکتا ہے۔
3. علاج کے بعد: سطح کو دبانے اور پالش کرنے کے بعد گرم isostatic
گرم ، شہوت انگیز isostatic پریسنگ (HIP) سانچوں میں سوراخوں کو بھر سکتا ہے اور کثافت کو 99.9 ٪ سے زیادہ تک بڑھا سکتا ہے۔ ایک مطالعے کے مطابق ، TI6AL4V سانچوں کی تھکاوٹ کی طاقت جس کا کولہے کے ساتھ سلوک کیا گیا ہے وہ ان سانچوں سے 40 ٪ زیادہ ہے جن کا علاج نہیں کیا گیا ہے۔ سطح کو پالش کرنا اسے اور بھی ہموار بنا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر ، الیکٹرویلیٹک پالشنگ ٹکنالوجی RA10 μM سے RA0.2 μm تک سڑنا کی سطح کی کھردری کو کم کرسکتی ہے ، جو اعلی - اختتام آپٹیکل سانچوں اور دیگر استعمال کے ل enough کافی ہے۔