تصنيع خيوط تنصهر (FFF) من مكونات معدنية-السيراميك

وكان الهدف هو تصنيع سخان الأشعة تحت الحمراء موجة طويلة بطريقة مضافة. هذا الجزء يظهر الناتجة مُتَلّك، عنصرين من عنصر التدفئة المكون، مصنوعة من zirconia العازلة، والفولاذ الكهربائي موصل غير القابل للصدأ التي أدلى بها FFF. عن طريق توصيل امدادات الطاقة، يتم تسخين المعادن المتعرجة.

تركز هذه الدراسة على تصنيع تكنولوجيا المعلومات مع نهج المواد المتصاعدة للجمع بين المعدن مع المصل التقني. الجمع بين هذه المواد المختلفة يقدم مجموعة واسعة من التطبيقات نظرا لخصائصها الكهربائية والميكانيكية المختلفة. يمكن أن يساعد هذا المزيج في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في المجالات الطبية والسيارات والفضاء.

ولهذا الغرض، اختير تصنيع خيوط الصمامات. وكان السبب الرئيسي هو إمكانية معالجة مساحيق مختلفة بشكل مستقل عن خصائصها البصرية. وعلاوة على ذلك، فإن معالجة البريد الحراري مماثلة لتقنيات راسخة مثل صب حقن المسحوق، والتي يتم استخدام المعدات القياسية.

فتيل خيوط التصنيع يصبح اقتصاديا بسبب كفاءة المواد العالية وإعادة التدوير من المواد. وأخيرا، هذه التقنية من السهل أن الراقي لأجزاء أكبر منذ العملية تعتمد على نقل، رئيس الطباعة على محور. قبل البدء في الإجراء، حدد زوجين مسحوق مناسب لنهج متعدد المواد.

بالنسبة للصف السيراميك، حدد رباعي yttria استقرت الزركونيا، وذلك بسبب معامل التمدد الحراري ودرجة حرارة التلبيد يجري مماثلة للفولاذ المقاوم للصدأ الخاصة، فضلا عن صلابة عالية وقوة flexural من هذه المواد الخزفية. للصف المعادن محددة، استخدام مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ كما موصل وdeديوتيل المواد المعدنية بسبب معامل قابل للمقارنة من التمدد الحراري، ومجموعة مماثلة من درجات الحرارة التلبيد لتلك التي من الزركونيا تحت غلاف الجوي الهيدروجين واقية وإجراء الطحن خاص. لتحقيق الإجهاد الحرة المشتركة في التلبيد، وتطبيق الاستنزاف طحن لمدة 180 دقيقة لجزيئات الفولاذ المقاوم للصدأ كروية لإعادة تشكيل الجسيمات في رقائق رقيقة وهشة.

ثم، أداء الكرة الكواكب طحن على رقائق هشة لمدة 240 دقيقة لكسر رقائق إلى جزيئات الحبيبات الدقيقة جدا مع انخفاض نسبة العرض إلى الارتفاع، ولكن زيادة القدرة على التلبيد. مركب قبل المواد الخام في خلاط الدوارات الدوارة. ولذلك، يجب أن يكون المسحوق مختلطة مع نظام الموثق متعددة المكونات الحصول على المواد الخام مع تحميل الصلبة من 47 في المئة حجم.

بعد ما قبل المركبة، الباردة، والمواد الصلبة يجب أن تكون حبيبات في طاحونة القطع. مركب المواد في معدلات القص عالية لتحسين التشتت، كما هو الحال في التناوب المشترك، التوأم المسمار الطارد، مثل يظهر الصورة. جمع المواد مع الحزام الناقل وتبريده وصولا الى درجة حرارة الغرفة.

في نهاية الحزام الناقل، يتم pelletized خيوط شكل جولة اثنين. يتم استخدام خط البثق المبين في الصورة لإنتاج خيوط. في الطارد المسمار واحد، والمواد المنصهرة وبثق خيوط من خلال فوهة بقطر لا يقل عن 1.75 ملليمتر.

ثم يتم جمع خيوط مع حزام ناقل PTFE. للتخزين المؤقت للمادة، يتم وضع وحدة في نهاية الحزام الناقل لللتخزين المؤقت التلقائي. قياس ومراقبة أبعاد خيوط بين سحب ووحدة التخزين المؤقت.

خيوط مع نطاق قطرها 1.70 إلى 1.80 ملليمتر والبيضاء أصغر من 0.10 ملليمتر، مطلوبة لFFF. لسرعة البثق خاصة، تنظيم تدريجيا الحزام الناقل وسحب بسرعة لضبط الأبعاد. بعد إنشاء ملف CAD، يجب إنشاء G-COD باستخدام برنامج التقطيع.

في البرنامج ، يتم تعريف قطر الفوهة ، وارتفاعات الطبقة ، وسرعة الطباعة ، ودرجة حرارة الطباعة. في وضع المعاينة، يمكن أن يكون التصنيع مُثبتًا طبقة بطبقة. المواد السيراميك هو الأزرق والمعدن هو أخضر اللون.

لتصنيع المضافة من مكونات المواد المتعددة ، أولا ، تصحيح أي سوء احتمال من فوهات في برنامج الطابعة 3D. لتصنيع المكونات، تحميل رأس الطباعة واحد مع خيوط zirconia واثنين من رأس الطباعة مع خيوط الفولاذ المقاوم للصدأ. باستخدام سرعة رأس الطباعة 10 ملليمترات في الثانية ودرجة حرارة سرير الطباعة 20 درجة مئوية لكلا الخيوط.

ثم، تعيين درجة حرارة رأس الطباعة الزركونيا إلى 220 درجة مئوية ودرجة حرارة رأس الطباعة الفولاذ المقاوم للصدأ إلى 240 درجة مئوية. بالنسبة إلى التصنيع متعدد المواد، يُعد تحميل رأس الطباعة بديلاً لتحقيق طبقتين أو ثلاث طبقات مختلفة. لإزالة الربط من المكونات، أولا غمر العينة في 60 درجة مئوية سيكلوهيكسان لمدة ثماني ساعات لإزالة محتوى الموثق قابل للذوبان من حوالي 7 إلى 9 نسبة مئوية من الوزن.

ثم، نقل العينات إلى فرن التنغستن درجة حرارة عالية في خفض atmoshpere من الأرجون في المئة 80 و 20 في المئة الهيدروجين، لمدة سكن لمدة ثلاث ساعات لتكبيد المواد، تليها تبريد الفرن إلى درجة حرارة الغرفة. في حين التلبيد، تتقلص الأجزاء حوالي 45 في المئة من حيث الحجم، وبسبب انخفاض الغلاف الجوي، يتحول الزركونيا إلى لون أسود. يتم تحقيق خصائص الجزء الأخير بعد هذه الخطوة عن طريق تطبيق مصدر طاقة كهربائية.

المسار المعدني يعمل مثل سخان المقاومة في حين أن zirconia معزولة يغطي ذلك. تم فحص البنية المجهرية باستخدام المجهر الإلكتروني المسح الضوئي. يُظهر الميكروفوغراف من الجزء المكون المُتسرّب البنية المجهرية المعدنية في الجزء العلوي، والخزفي في القسم السفلي.

بين هاتين الموادتين، تحدث مراحل مختلطة، مما يوفر السندات المادية بين المعدن والسيراميك. يتم الحصول على أفضل النتائج المناسبة لسلوك التلبيد الفولاذ المقاوم للصدأ مع وقت الطحن الاستنزاف من 180 دقيقة، وكرة الكواكب وقت طحن 240 دقيقة. هنا، مقارنة سلوك التلبيد من مسحوق الصلب الأولي والمضروب مع سلوك التلبيد من مسحوق الزركونيا، هو مبين.

من الواضح أن مسحوق المعادن المطحون يظهر تناسب جيد في سلوك التلبيد مقارنة بالزركونيا. يضاعف من الزركونيا المواد الوسيطة في الطارد المسمار التوأم النتائج في قوة الشد في نهاية المطاف أعلى وشد في قوة الشد النهائي للمادة. ولكن أقل معامل العزل بالمقارنة مع عندما يتم مضاعفة المواد في خلاط الدوارات الدوارة الدوارة.

بالنسبة لخيوط الزركونيا ، يمكن تحقيق تحكم جيد في الأبعاد أثناء البثق ، بينما بالنسبة للخيوط التي تحتوي على مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ المعدل ، لوحظ تباين أعلى في متوسط قطر الشعيرة. في هذا الرقم: يمكن ملاحظة عينة zirconia نقية، عينة من الفولاذ المقاوم للصدأ نقية، والصلب مجمع السيراميك مُتَلَدَد والمُوَكَّن. بسبب نظام الموثق مماثلة من كل من المواد، فمن الممكن لدمج طبقات محددة إلى جزء مركب متجانسة.

على سبيل المثال، هنا يتم عرض جزء أكبر من الشكل الدائري مع انتقالات حادة. بعد تطويرها، مهدت هذه التقنية الطريق للأبحاث في المجال المتعدد لتطوير المواد التي تستخدم لإنتاج في مجال الجراحة والسيارات، أو حتى السلع الاستهلاكية. وتظهر النتائج نهجا متساهلا لتصنيع مركبات شبه معدنية باستخدام تصنيع خيوط الصمامات التي تولد خصائص عازلة موصلة كهربائيا وكهربائية في مكون واحد.