金屬粉末材料如何與環(huán)境濕度相互作用以及這種相互作用對激光束熔化的影響?
背景
奧格斯堡弗勞恩霍夫 IGCV 研究所工作的Siegfried B?hr 為他的碩士論文選擇了這項(xiàng)挑戰(zhàn)性項(xiàng)目。
前提
為研究初始粉末中的水分與后續(xù)建筑部件的質(zhì)量之間是否存在某些相關(guān)性。首先必須要知道激光束熔化 (LBM) 的工作原理究竟是怎樣的。畢竟,LBM 是目前添加劑金屬粉末加工領(lǐng)域中使用比較常用的工藝。
工作原理
在建筑平臺(tái)上涂上一層薄薄的待加工粉末材料隨后,一條激光束連續(xù)掃射部件輪廓,在這個(gè)過程中粉末*熔化,并在凝固后形成一個(gè)剛性材料層。緊接著,將施工平臺(tái)降低一層厚度,再涂上一層新的粉末,用激光束再次勾勒出部件輪廓。
該過程一直持續(xù),直到生成所有所需的層,并能夠取下建筑部件的成品。設(shè)備生產(chǎn)組件所需的所有工藝數(shù)據(jù),如3D CAD數(shù)據(jù),都是預(yù)先收集的。以這種方式生產(chǎn)的零部件越來越多地用于航空航天和汽車等關(guān)鍵行業(yè)。例如,某些發(fā)動(dòng)機(jī)制造商正在批量生產(chǎn)和安裝使用添加劑制造的發(fā)動(dòng)機(jī)零件。
實(shí)驗(yàn)過程
完成這些試驗(yàn)的設(shè)備需要滿足一些要求
在整個(gè)內(nèi)腔內(nèi)精確的溫度分布
可變濕度
便于操作
記錄軟件
溫度范圍:-10 ℃ ~ 100 ℃
濕度范圍:RH 10 % ~ RH 98 %
APT.line™ 內(nèi)腔預(yù)熱技術(shù)
采用電容式濕度傳感器和蒸汽加濕進(jìn)行濕度調(diào)節(jié)
內(nèi)腔*由不銹鋼制成
BINDER 多功能管理軟件 APT-COM™ 基礎(chǔ)版
直觀的觸摸屏控制器,帶有時(shí)段和內(nèi)部數(shù)據(jù)記錄的實(shí)時(shí)編程功能。
通過 USB 可讀取內(nèi)部數(shù)據(jù)記錄器、開放格式的測量值。
試驗(yàn)過程
研究時(shí),B?hr 會(huì)將粉末樣品放在一個(gè)鋁盤中,然后將鋁盤置于腔體內(nèi)的一組天平上。天平被放置在防振底板上。該底板是由 BINDER 專門為此用途而量身定制的。通過在一定時(shí)間間隔內(nèi)記錄一系列氣候條件下的質(zhì)量,B?hr能夠動(dòng)態(tài)記錄粉末中水分的增加。
通過這位年輕科學(xué)家進(jìn)行的測試,最終為金屬粉末的處理提出了一些實(shí)際應(yīng)用方面的建議。此外,研究還揭示了對激光束加工中水分問題的進(jìn)一步了解。B?hr 在弗勞恩霍夫 IGCV 研究所工作期間獲得的研究結(jié)果將提供給更廣泛的行業(yè)。
設(shè)備評價(jià)
“BINDER 箱體擁有強(qiáng)大的功能,例如,它也可以在常規(guī)情況下未預(yù)估到的高溫且極低的濕度條件下接近測試點(diǎn)對其進(jìn)行測試。即便是處于這樣的條件下,恒溫恒濕箱仍然可以保持其自身的氣候環(huán)境。"試驗(yàn)結(jié)束 B?hr給予了BINDER 的恒溫恒濕箱 (KMF 115)高度評價(jià)。
恒溫恒濕箱的優(yōu)勢
- 采用 APT.line™ 預(yù)熱腔實(shí)現(xiàn)均勻的氣候條件
- 自動(dòng)的水管理和廢水管理系統(tǒng)
- 快速響應(yīng)的蒸汽加濕
- 超寬濕度范圍,最高可達(dá) RH 98 %
- 適用于嚴(yán)苛的壓力測試,例如在 85 °C 和 RH 85 % 下