アディティブ マニュファクチャリング プロセスの影響要因を包括的に要約する

アディティブ マニュファクチャリング プロセスの影響要因を包括的に要約する

最初の 2 つの章での付加製造の紹介、すなわち、金属付加製造技術のプロセス方法の簡単な紹介と付加製造技術に影響を与える主な要因の簡単な分析に基づいて、付加製造技術を使用してプロセスする場合、次のことがわかります。ワークピース、最初に材料の特性に応じて熱源の種類、電力サイズ、スキャン速度などのパラメーターを選択し、次に材料を搬送装置を介して処理エリアに配置し、熱源の影響下で徐々に成形します。 付加製造プロセスは不連続なプロセスであり、プロセスの安定性と一貫性が成功の鍵です。 製品処理の安定性と一貫性は、材料、熱源、技術プロセス、およびその他の要因の組み合わせによってのみ保証されます。 付加製造中、一般的な熱源のタイプ、電力、およびスキャン速度は一定です。つまり、材料成形用の熱源は、処理中に安定して一貫しています。 処理中、熱源は成形領域内の粉末とマトリックスに同時に作用します。 粉末が粉末散布によって供給される場合、熱源は粉末により直接作用します。 直接粉体供給を採用すると、熱源とマトリックスの間の影響がより顕著になります。

成形領域内で粉末をどのように配置しても、粉末に対する熱源の総作用量は、同じ作用領域と空間内で安定しています。 熱源が物質に作用する場合、作用機構や物質自体の状態（粒子径、球形度、表面状態など）の影響を受けます。 したがって、積層造形プロセスの安定性は、最終的には材料の安定性と一貫性によって決まります。 材料の一貫性が優れているほど、処理中の材料の冶金学的変化がより安定し、スキャニングパス内の材料の変化と最終的なパフォーマンスがより安定して一貫していることを保証します。 粉末材料の場合、特性の一貫性には、材料の化学組成、微細構造、機械的特性、およびその他の従来の特性の一貫性が含まれるだけでなく、粒子サイズ、球形度などの形態学的特性も重要な指標です。 アディティブ マニュファクチャリングに最適な粉末は、粒子サイズと形状が同じでなければなりません。 製造工程や方法の制約から、実際の製造では完全に一貫した材料を使用することは難しく、加工に使用される粉末は一般にさまざまな粒径の粉末が混合されています。 処理中の安定性を確保するために、処理中のこの混合粉末の冶金学的変化は、妥当な範囲内に制御する必要があります。

According to the characteristics of additive manufacturing technology, k is a constant. When Q supply/Q demand=1, it is the most ideal processing state, and the material will not be overheated or under heated under the effect of heat source; When Q supply/Q demand>1、それは、熱源の供給が処理中に需要を超え、過剰なエネルギーが粉末を成形に必要な温度よりも高い温度に加熱することを意味します; Q供給/Q需要の場合<1, it="" indicates="" that="" the="" energy="" supply="" is="" insufficient.="" as="" the="" smaller="" the="" powder="" diameter="" is,="" the="" larger="" the="" ratio="" of="" q="" supply/q="" demand="" is="" under="" the="" same="" conditions="" of="" other="" parameters,="" that="" is,="" the="" greater="" the="" excess="" energy="" supply="" is,="" the="" easier="" overheating="" occurs="" in="" the="" molding="" process.="" excessive="" heating="" may="" cause="" excessive="" melting="" of="" materials.="" if="" the="" temperature="" of="" the="" molten="" pool="" is="" too="" high,="" the="" flow="" of="" the="" molten="" metal="" in="" the="" molten="" pool="" will="" become="" more="" complex,="" which="" may="" cause="" splashing="" of="" the="" molten="" metal.="" if="" the="" temperature="" is="" too="" high,="" the="" alloy="" elements="" will="" be="" burned="" more="" easily,="" and="" even="" lead="" to="" the="" reaction="" between="" the="" elements="" and="" the="" protective="" gas="" and="" the="" introduction="" of="" inclusions.="" the="" smaller="" the="" diameter="" and="" the="" larger="" the="" specific="" surface="" area="" of="" the="" powder,="" the="" easier="" it="" is="" to="" agglomerate.="" the="" agglomerated="" powder="" will="" greatly="" reduce="" the="" transportability="" of="" the="">

金属が溶けた後は、表面張力の影響で非常に球状化しやすいです。 成形時の冷却速度が速いため、球状化が完全に保持され、ワー​​クの表面品質が低下し、重大な場合には加工不良につながる可能性があります。 実際の製造では、粉体中の微粉の割合が多いほど、加工工程での球状化度が高くなることがわかっています。 粉末の直径が大きすぎると、加熱プロセスで得られるエネルギーが粉末を理想的な成形温度まで完全に加熱できず、材料の冶金学的変化が不完全になり、材料間の結合力に影響を与え、ワークピースのコンパクト性が低下する可能性があります. 粉末の直径が臨界値に達すると、成形プロセスは完全に不可能になります。 関数の変化則から、d0 を中心とした隣接領域では、関数の変化が比較的緩やかであることがわかります。 このとき、エネルギー需要と供給の比率は、理想的な状態からの逸脱が比較的少なく、付加製造プロセスの安定性を維持するのに役立ちます。 付加製造用の粉末材料の粒子サイズ分布は、比較的狭い範囲内にあるはずであると推測できます。 これは、アディティブ マニュファクチャリング用の粉末の粒子サイズが一般的に 200 ～ 500 メッシュであるという実際の状況と一致しています。

要約すると、Qinhuangdao zhongwei Precision は、アディティブ マニュファクチャリング技術に関して次の 3 つの結論を出しました。

1. 付加製造は新しい成形技術であり、材料は付加製造技術の幅広い適用を制限する主な要因です。

2.積層造形用の粉末材料は、粉末冶金用の粉末材料と本質的に同じですが、粒子サイズ分布の要件はより厳しく、狭い範囲内で制御する必要があります。

3. 積層造形用粉末の粒子サイズと粒子サイズ分布は、熱源の種類と成形パラメーターによって決まります。

金属粉末冶金の詳細については、Qinhuangdao Zhongwei Precision にご相談ください。