增材制造用金屬粉末特性的表征，有哪些先進的評判標準？(2)
時間：2022-12-21 10:38 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
振實密度分析
由于測量簡單快速，振實密度是一種非常流行的金屬粉末表征測量方法。粉末樣品在水龍頭下堆積的能力暗示了它的粉末粘性，這可能與其流動性有關。因此，可以很容易地對粉末進行分類以進行質量控制和工藝優化。表觀密度和振實密度測量方法已得到很好的標準化（國標見GB/T
1479，外標見ISO 3953 或 ASTM B527）。然而，雖然廣泛使用，但這些流程是基于舊的儀器設置和程序，導致缺乏準確性和可重復性。此外，粉末回收和表面狀態（即氧化層）的改性會導致粉末特性發生小的變化，這些方法無法追蹤。因此，需要更準確和可重復的表征方法來開發和改進粉末原料的生產、儲存和加工方案。
考慮到這一點，Granutools 根據最近的基礎研究結果 [4、5、6、7] 開發了一種改進的振實密度測量裝置GranuPack（圖 7）。
△圖 7 GranuPack 全自動測量表觀振實密度、所謂的豪斯納比、卡爾指數和高分辨率的完整堆積曲線。 它有兩種型號：經典款（用于在室溫下進行測量）和高溫款（用于在室溫和 200°C 之間進行測量）
專門設計的初始化協議可確保對操作員的依賴性較低，而自動粉末體積測量可在每次輕敲后準確評估堆積密度。圖 8
顯示了當前 ASTM B527 標準與 GranuPack 方法的比較結果。GranuPack
方法的重現性得到改善，從三個獨立測量中獲得的較小誤差條清楚地證明了這一點。
△圖 8 使用 GranuPack Classic 和標準化 ASTM B527 程序對兩種金屬增材制造粉末測量的 Hausner 比率。誤差條是圍繞三個獨立測試計算的平均值的標準偏差
同樣，Granutools 的目標是通過改進的初始化協議消除對人工測試的依賴性，并使用了電感式傳感器而不是 ASTM B527標準中通過目測讀數來測量粉末高度，從而大幅提高測量的可重復性。
除了這些改進之外，Granutools 儀器還提供了許多遠勝傳統測量儀器的新功能。例如，GranuPack
用戶可以測量出所謂的增材制造粉末的 Hausner 比率和 Carr
指數，還可以獲得完整的堆積曲線，從而使他們能夠研究粉末堆積的動態行為。這些信息對于預測重涂期間的層密度和均勻性至關重要。因此，GranuPack
提供了標準化振實密度程序的現代更新版本。
粉末電荷分析儀
粉末在流動狀態下會產生大量的靜電荷，這種電荷的出現是由摩擦起電效應（triboelectriceffect）引起的—在兩種固體的接觸處發生電荷交換。當粉末在料倉、攪拌機、傳送帶等設備內流動時，在顆粒與設備的接觸處以及顆粒之間的接觸處都會發生摩擦起電效應。因此，粉末的特性以及用于開發設備的材料的性質被認為是至關重要的參數。
Granutools最新開發的GranuCharge儀器能夠準確地自動測量粉末在與所選材料接觸時產生的靜電荷數量。粉末樣品在振動的V型管內流動后，落在法拉第杯中，并與測電器相連。粉末在V型管內流動時獲得的電荷由電子測量儀測量。一個振動或旋轉的裝置被用來連續地給V型管送電，以獲得可重復的結果。
△GranuCharge儀器
該設備主要具有以下優點：
- 測量快速、簡單、易于解釋
- 能夠確定粉末的初始裝填量和流動后的裝填量
- 重復性高（誤差約4%），精度高（精度約0.5nC）
- 配有直觀的軟件，通過時間確定電荷量。此外，該軟件可以進行結果比較，對于后處理，所有數據都是自動收集和儲存的
- 為了安全需要，提供了一個封閉的系統
- 數據可以很容易地傳輸，報告可以自動生成
- 有可能控制環境條件，如濕度、溫度、選定的氣體等
- 部件可以很容易地被清洗
- GranuCharge可以處理不同尺寸的粉末
- 通過記錄標準操作程序提高測量的可重復性
- 由于其簡單的設計，GranuCharge增加了正常運行時間。它是由模塊組成的，每個模塊可以互換，以消除大量的判定工作
- 儀器管道的表面可以更換，可以選擇最佳的管道材料組合防止顆粒的聚集和粉體在管道表面的粘，以檢查每一種應用的材料的所有潛在影響。提供了加強氣動真空輸送過程的可能性。
- 提供了關于粉末表面特性的信息，因此，在增材制造中優化回收過程成為可能。
-
獨立的軟件許可；一臺計算機運行測量，而另一臺計算機分析數據以進行時間優化
△Granucharge的粉末電荷測量原理
結論
盡管市面上存在許多用于表征增材制造粉末的標準程序，但顯然需要為增材制造最終用戶設置更適用、更易于解釋結果的標準化測試，無論是用于質量控制、研發還是生產。現有程序有幾個缺點，例如由于測量條件（濕度、溫度）、操作員依賴性以及與實際過程參數缺乏相關性而導致的結果可變性。
一些現行標準甚至無法正確區分實際增材制造粉末。考慮到這一點，Granutools 提出改進的測試方法和創新的儀器來解決上述問題。憑借其在粉末和顆粒材料領域的深厚專業知識，Granutools 致力于實現更清晰、更好的增材制造粉末標準化。
Granutools在增材制造行業的需求和應用方面為市場帶來領先的儀器和創新解決方案。本文介紹的工作流程（GranuFlow、GranuDrum
和
GranuPack）允許最終用戶通過改進的測試程序（漏斗流量法、振實密度、鋪展性）表征增材制造粉末，并提供與真實增材制造工藝相關的真實參數。
感興趣的用戶可以訪問Granutools的官方網站：https://www.granutools.com/en/
(責任編輯：admin)
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