印度IISc宣布開發(fā)了一種新的生產(chǎn)金屬粉末工藝，比氣體霧化更具成本效益
時(shí)間：2022-04-15 11:26 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
2022年4月14日，印度科學(xué)研究所(IISc)的研究人員開發(fā)了一種可替代現(xiàn)有霧化的工藝，用于生產(chǎn)金屬3D打印粉末。霧化制造方法，這是目前生產(chǎn)大多數(shù)金屬粉末采用的制造工藝。在霧化中，氣體或水射流用于將熔融金屬流分解成微小的液滴，一旦冷卻就會(huì)形成粉末顆粒。雖然目前它是行業(yè)內(nèi)采用的標(biāo)準(zhǔn)方式。但缺點(diǎn)是，基于霧化的粉末生產(chǎn)可能會(huì)受到材料產(chǎn)量低的影響，成本效率低，并且僅與有限數(shù)量的金屬兼容。IISc的新技術(shù)旨在解決這些缺點(diǎn)。
Priti Ranjan Panda博士， IISc產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造中心的學(xué)生說：“我們開發(fā)了一種可替代、更經(jīng)濟(jì)和可擴(kuò)展的金屬粉末工藝，與傳統(tǒng)的氣體霧化粉末相比，最終粉末的質(zhì)量更具有競(jìng)爭(zhēng)力。”
在制造業(yè)中，從金屬研磨過程中去除的廢料被稱為切屑。這些金屬碎屑通常呈細(xì)長(zhǎng)條狀，但它們也可能包括球形粉末顆粒。根據(jù)IISc團(tuán)隊(duì)的說法，它們認(rèn)為這些球形切屑顆粒在研磨過程中會(huì)發(fā)生熔化，并最終成為較為完美的球體。因此，研究人員推測(cè)，他們可以將金屬研磨（一種基于磨損的工藝）應(yīng)用于 3D打印粉末的生產(chǎn)。經(jīng)研究表明，由于氧化產(chǎn)生的高熱熔化確實(shí)會(huì)通過金屬表面的放熱反應(yīng)，形成粉末金屬顆粒。他們改進(jìn)了研磨方法并對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化，以生產(chǎn)大量的金屬3D打印粉末，他們聲稱這些粉末具有與氣體霧化工藝產(chǎn)生的對(duì)應(yīng)物性能相等，但該技術(shù)比氣體霧化技術(shù)更具成本效益。
該研究的主要科研人員Koushik Viswanathan表示，人們對(duì)采用金屬3D打印產(chǎn)生了極大的興趣。然而，昂貴的金屬粉末卻讓很多公司望而卻步。因此開出出一種更便宜、更容易獲得的金屬粉末勢(shì)在必行。該研究的合著者Harish Singh Dhami補(bǔ)充說：“降低增材制造工藝的成本（通過經(jīng)濟(jì)的粉末）可以擴(kuò)大材料范圍，例如制造生物醫(yī)學(xué)植入物，這可能變得更便宜、更容易獲得。”此外，該團(tuán)隊(duì)還認(rèn)為，他們基于磨損的方法，在其他高性能工業(yè)應(yīng)用中同樣具有潛力，包括航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件等。
Priti Ranjan Panda博士， IISc產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造中心的學(xué)生說：“我們開發(fā)了一種可替代、更經(jīng)濟(jì)和可擴(kuò)展的金屬粉末工藝，與傳統(tǒng)的氣體霧化粉末相比，最終粉末的質(zhì)量更具有競(jìng)爭(zhēng)力。”
△基于磨損方法，使用表面研磨生產(chǎn)的金屬3D打印粉末。圖片來自IISc
IISc的新技術(shù)在制造業(yè)中，從金屬研磨過程中去除的廢料被稱為切屑。這些金屬碎屑通常呈細(xì)長(zhǎng)條狀，但它們也可能包括球形粉末顆粒。根據(jù)IISc團(tuán)隊(duì)的說法，它們認(rèn)為這些球形切屑顆粒在研磨過程中會(huì)發(fā)生熔化，并最終成為較為完美的球體。因此，研究人員推測(cè)，他們可以將金屬研磨（一種基于磨損的工藝）應(yīng)用于 3D打印粉末的生產(chǎn)。經(jīng)研究表明，由于氧化產(chǎn)生的高熱熔化確實(shí)會(huì)通過金屬表面的放熱反應(yīng)，形成粉末金屬顆粒。他們改進(jìn)了研磨方法并對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化，以生產(chǎn)大量的金屬3D打印粉末，他們聲稱這些粉末具有與氣體霧化工藝產(chǎn)生的對(duì)應(yīng)物性能相等，但該技術(shù)比氣體霧化技術(shù)更具成本效益。
△印度科學(xué)研究所。圖片來自IISc
一種更具有成本效益的金屬粉末該研究的主要科研人員Koushik Viswanathan表示，人們對(duì)采用金屬3D打印產(chǎn)生了極大的興趣。然而，昂貴的金屬粉末卻讓很多公司望而卻步。因此開出出一種更便宜、更容易獲得的金屬粉末勢(shì)在必行。該研究的合著者Harish Singh Dhami補(bǔ)充說：“降低增材制造工藝的成本（通過經(jīng)濟(jì)的粉末）可以擴(kuò)大材料范圍，例如制造生物醫(yī)學(xué)植入物，這可能變得更便宜、更容易獲得。”此外，該團(tuán)隊(duì)還認(rèn)為，他們基于磨損的方法，在其他高性能工業(yè)應(yīng)用中同樣具有潛力，包括航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件等。
△該論文已發(fā)表在sciencedirect
近期粉末3D打印材料行業(yè)一如既往地活躍。就在最近，瑞典材料公司Gränges Powder Metallurgy推出了其首款金屬3D打印機(jī)AM
S220 (AlSi35)
，該設(shè)備是一種適用于激光粉末床熔合的高性能鋁合金。該材料的特點(diǎn)是具有高剛度、低熱膨脹、出色的磨損和撕裂性能、良好的機(jī)械加工性和低密度。
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