金属印刷材料は真空貯蔵が必要ですか？

一、材料の特性：材料は、酸化と水分の吸収の両方に対処する必要があります。
金属印刷材料の貯蔵環境に必要な2つの主なことがあります。酸化プロセスが発生しないようにし、空気中の水分量を調節します。これらの2つのことは、材料が化学的にどれほど安定して順応性があるかに直接影響します。
1.酸化反応の有害な影響
金属粉末が空気と接触すると、酸化物層が非常に迅速に表面に形成されます。たとえば、チタン合金粉末は、通常の温度で酸素と酸素を組み合わせて、ティオを作ります。電子ビーム融解プロセスで650度を超える高温では、酸化速度はかなり上昇します。酸化物層がある場合に発生する可能性のある3つの主な困難があります。
流動性の低下：酸化粒子の凝集により、粉末の粒子サイズ分布が広くなり、粉末を均等に分散させることが困難になります。 3Dプリンティング事業は、72時間の空気にさらされた後、チタン合金粉末層の厚さの変動が±10μmから±35μmになったことを実証する実験を行いました。これにより、印刷されたオブジェクトの表面が40％粗くなりました。
より多くの融解の欠陥：酸化物層は、レーザーまたは電子ビームに当たると壊れ、ガスと細孔の欠陥を生成します。航空エンジンブレードを印刷すると、酸化チタン粉末は真空に維持される粉末の2.3倍多孔質であり、その疲労寿命は60％削減されます。
材料性能の分解：酸化物層は、金属結晶の配置方法に影響を及ぼし、金属の強度を低下させます。 316Lステンレス鋼粉末の引張強度は、酸化後に680MPaから520MPaに低下し、伸長率は45％から28％に低下しました。
2。鎖の水分吸収の可能性
金属粉末は、多孔質構造があるため、空気から水分を吸収するのに非常に優れています。たとえば、アルミニウム-ベースの合金は、24時間の相対湿度が60％の場所に保持でき、水分含有量は0.15％に達することがあります。 3つの重要な危険は、水分吸収から生まれます：
自発的な燃焼の可能性：ウェットパウダーが何かに対してこすり、静的電荷にさらされると、それ自体で発火する可能性があります。 2023年、ドイツの3D印刷事業でチタン合金粉末が爆発しました。調査では、事故粉末の水分率は0.22％であり、これは安全なものよりもはるかに高いことがわかりました。
安定したプロセスではありません：レーザーはすぐに水を蒸発させ、溶融プールが飛び散ります。特定の自動車部品サプライヤーの記録は、湿気-吸収粉末が印刷に使用されると、スプラッシュ欠陥の数が0.3％から2.7％に増加し、スクラップ率が8倍上昇したことを示しています。
水素包発現象：水が壊れると、金属格子に入って堅牢性が低下する水素原子が放出されます。航空ファスナーを印刷すると、水分の骨折靭性-吸収粉末部品が45MPa・m¹/²から28mpa・m¹/²に低下しました。
2、プロセスリスク：ストレージから印刷までのチェーンの完全な制御
金属印刷用品の保管方法は、次のステップがどれほど安全で安定しているかに直接影響を与えます。限られたスペースを作成することにより、フーバーストレージテクノロジーは3つの重要なリスクを制御します。
1。爆発を起こさせない安全制御
金属粉末は可燃性の粉塵の一種であり、その低い爆発的な限界（LEL）は、粒子のサイズと空気中の酸素の量と密接に関連しています。たとえば、チタン合金粉末は、60g/m³のLELが高いアルミニウム粉末よりもわずか20g/m³のLELが低いです。フーバーストレージが爆発のリスクを低下させる次の方法：
真空を窒素またはアルゴンガスで満たし、酸素レベルを0.5％未満に保ちます。これは不活性ガス保護と呼ばれます。軍事会社は、酸素レベルが21％から0.5％に低下すると、チタン合金粉末の爆発圧が0.8 MPaから0.02 MPaに低下し、安全係数が40回上昇したことを実証する実験を行いました。
静的エリミネーション設計：真空ストレージボックスの内側は、10 cm未満の抵抗があるアンチ-静的材料で覆われています。これにより、粉末が壁にこすりつると、静的な火花が起こらないようになります。
温度制御：真空大気は熱対流を遅くし、半導体冷蔵システムと組み合わせると、貯蔵温度を15〜25度の摂氏に保ちます。これにより、高温が酸化反応を加速するのを止めます。
2。プロセスパラメーターの安定性
金属印刷は、粉末の動作に非常に敏感であり、真空貯蔵は次の重要な指標を維持できます。
粒子サイズの分布：真空雰囲気はD50粒子サイズを安定させ、パウダーが一緒に凝集するのを止めます。医療インプラント事業は、真空で維持されている粉末の粒子サイズの標準偏差が0.8μmから0.3μmに減少したと述べています。印刷されたステントの多孔性の標準的な変動は、1.2％から0.5％に減少しました。
ゆるい密度：真空密度密度の変動{-保存された粉末は、±0.05g/cm³から±0.01g/cm³まで半分に切断されています。これにより、粉末の厚さが全体で同じであることを確認します。
流動性：空気中の湿度が5％RH未満に保たれると、真空の安息角{-}保存された粉末が45度に32度になり、液体が40％増加します。
3、業界アプリケーション：高-エンドマニュファクチャリングセクターの強い需要
航空宇宙、医療用インプラント、原子力エネルギーを含む高-端部の領域では、真空貯蔵は金属印刷成分を保存する従来の方法になりました。
1。航空宇宙のフィールド
GEリープエンジンの燃料ノズルを印刷すると、3つの大きな進歩をもたらすために、真空に保管されているコバルトクロム合金パウダーが使用されます。
より長い寿命：真空貯蔵パウダー印刷用のノズルは、10,000の熱サイクルテストを経て、通常の鋳物の3倍長持ちします。
効率の向上：気孔率は0.8％から0.2％になり、燃料効率は15％増加しました。
コスト削減：粉末の使用率は75％から92％になり、単一のピースのコストは28％減少しました。
2。医療インプラントのトピック
3Dプリントされた多孔質チタン合金合金間融合装置の治療的使用において、真空貯蔵技術は2つの大きな問題を修正します。
生体適合性：真空-保存された粉末は、ISO 13782標準を満たす0.05％の不純物（O、N、H）未満です。
骨形成への影響​​：3か月にわたる骨成長率は、真空に保持されていない粉末と比較して60％増加し、5年間の生存率は85％から97％に増加しました。
3。原子力エネルギーの分野
原子炉用のフローチャネルプレートを作成する場合、タンタル粉末は真空に保管しています。腐食に抵抗します。高い-温度蒸気環境では、腐食率は0.02 mm/年から0.005 mm/年に低下します。
中性子吸収性能：ホウ素の量は1.2 wt％で安定したままで、核使用に安全です。