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In un articulu recente publicatu in a rivista Additive Manufacturing Letters, i circadori discutenu u prucessu di fusione laser per i cumposti di rame basatu nantu à l'acciaio inox 316L.
Ricerca: Sintesi di cumposti in acciaio inox-ramu 316L per fusione laser.Creditu di l'imaghjini: Pedale in stock / Shutterstock.com
Ancu s'è u trasferimentu di calore in un solidu homogeneu hè diffusa, u calore pò viaghjà à traversu una massa solida à u percorsu di a minima resistenza.In i radiatori di scuma di metallo, hè cunsigliatu di utilizà l'anisotropia di a conductività termale è a permeabilità per aumentà a rata di trasferimentu di calore.
Inoltre, a cunduzzione termale anisotropica hè prevista per aiutà à riduce i perditi parassiti causati da a conduction assiale in scambiatori di calore compacti.Diversi metudi sò stati utilizati per cambià a conduttività termale di l'aliaghji è i metalli.Nisunu di sti approcci hè adattatu per scaling up strategie di cuntrollu direzzione per u flussu di calore in cumpunenti di metalli.
Metal Matrix Composites (MMC) sò pruduciuti da polveri macinate à bola cù a tecnulugia di fusione laser in lettu di polveri (LPBF).Un novu metudu LPBF ibridu hè statu prupostu recentemente per fabricà leghe ODS 304 SS dopendu i precursori di l'ossidu di ittriu in una strata di polvere 304 SS prima di a densificazione laser utilizendu a tecnulugia inkjet piezoelettrica.U vantaghju di questu approcciu hè a capacità di aghjustà selettivamente e proprietà di u materiale in diverse zone di a capa di polvera, chì vi permette di cuntrullà e proprietà di u materiale in u voluminu di travagliu di l'utillita.
Rappresentazione schematica di u metudu di u lettu riscaldatu per (a) post-riscaldamentu è (b) cunversione di tinta.Creditu di l'imaghjini: Murray, JW et al.Lettere nantu à a fabricazione additiva.
In questu studiu, l'autori anu utilizatu l'inchiostro Cu inkjet per dimustrà un metudu di fusione laser per a produzzione di composti di matrici metalliche cù una conducibilità termica megliu cà l'acciaio inox 316L.Per simulà un metudu hibridu di fusione inkjet-powder bed, una strata di polvere d'acciaio inossidabile hè stata dopata cù inchiostri precursori di cobre è un novu reservoir hè stata utilizata per cuntrullà i livelli di l'ossigenu durante u processu laser.
A squadra hà creatu cumposti di l'acciaio inossidabile 316L cù u ramu utilizendu inchiostro di rame inkjet in un ambiente chì simula una lega laser in un lettu di polvera.Preparazione di reattori chimichi utilizendu una nova tecnica hibrida di inkjet è LPBF chì sfrutta a cunduzzione termale direzionale per riduce a dimensione è u pesu generale di u reattore.A pussibilità di creà materiali compositi cù tinta inkjet hè dimustrata.
I circadori anu focu annantu à a selezzione di precursori di l'inchiostro Cu è a prucedura di fabricazione per i prudutti di teste compositi per determinà a densità di materiale, a microdurezza, a cumpusizioni è a diffusività termale.Dui inchiostri candidati sò stati scelti basatu annantu à a stabilità di l'ossidazione, additivi bassi o senza, cumpatibilità cù i testi di stampa inkjet, è u minimu residuu dopu a cunversione.
I primi inchiostri CufAMP utilizanu formatu di cobre (Cuf) cum'è u sal di cobre.Vinyltrimethylcopper(II) hexafluoroacetylacetonate (Cu(hfac)VTMS) hè un altru precursore di tinta.Un esperimentu pilotu hè statu realizatu per vede se l'asciugatura è a descomposizione termica di l'inchiostro si traduce in più contaminazione di ramu per u traspurtamentu di i prudutti chimichi paragunatu à l'asciugatura convenzionale è a descomposizione termica.
Utilizendu i dui metudi, sò stati fatti dui microcuponi è a so microstruttura paragunata per determinà l'effettu di u metudu di cambiamentu.À una carica di 500 gf è un tempu di mantene di 15 s, a microdurezza di Vickers (HV) hè stata misurata à a sezione trasversale di a zona di fusione di dui campioni.
Schema di a stallazione sperimentale è di i passi di prucessu ripetuti per a fabricazione di campioni compositi 316L SS-Cu fabbricati cù u metudu di lettu riscaldatu.Creditu di l'imaghjini: Murray, JW et al.Lettere nantu à a fabricazione additiva.
Hè statu trovu chì a cunductività termale di u compostu hè 187% più altu ch'è quellu di l'acciaio inox 316L, è a microdurezza hè 39% più bassa.Studi microstrutturali anu dimustratu chì a riduzzione di cracking interfacial pò migliurà a conduttività termale è e proprietà meccaniche di i composti.Per u flussu di calore direzzione in u scambiatore di calore, hè necessariu aumentà selettivamente a conduttività termale di l'acciaio inox 316L.U compostu hà una conduttività termale efficace di 41.0 W / mK, 2.9 volte quella di l'acciaio inox 316L, è una riduzione di 39% di durezza.
Paragunatu à l'acciaio inox 316L forgiatu è annealed, a microdurezza di a mostra in a strata riscaldata era 123 ± 59 HV, chì hè 39% più bassu.A porosità di u compositu finali era 12%, chì hè assuciatu cù a prisenza di cavità è fissure à l'interfaccia trà e fasi SS è Cu.
Per i campioni dopu à riscaldamentu è a strata di riscaldamentu, a microdurezza di e sezioni trasversali di a zona di fusione hè stata determinata cum'è 110 ± 61 HV è 123 ± 59 HV, rispettivamente, chì hè 45% è 39% più bassu di 200 HV per forgiati-annealed. acciaio inox 316L.A causa di a grande diferenza in a temperatura di fusione di Cu è l'acciaio inox 316L, circa 315 ° C, i cracks in i cumposti fabbricati sò stati furmati com'è u risultatu di cracking di fluidizazione causatu da a fluidizazione di Cu.
Immagine BSE (in alto a sinistra) è mappa di elementi (Fe, Cu, O) dopu à riscaldamentu di campionu, ottenuta da l'analisi WDS.Creditu di l'imaghjini: Murray, JW et al.Lettere nantu à a fabricazione additiva.
In cunclusione, stu studiu dimustra un novu approcciu per creà compositi 316L SS-Cu cù una conducibilità termica megliu cà 316L SS cù tinta di rame sprayed.U compostu hè fattu mettendu inchiostru in una cassetta di guanti è cunvertisce in rame, poi aghjunghjendu a polvera d'acciaio inossidabile nantu à questu, dopu mischjendu è cura in un saldatore laser.
I risultati preliminari mostranu chì l'inchiostru Cuf-AMP basatu in metanolu pò esse degradate à u ramu puru senza furmà l'ossidu di cobre in un ambiente simile à u prucessu LPBF.U metudu di lettu riscaldatu per applicà è cunvertisce l'inchiostru crea microstrutture cù menu vuoti è impurità cà i prucessi convenzionali post-riscaldamentu.
L'autori notanu chì i studii futuri scopreranu modi per riduce a granulometria è migliurà a fusione è u mischju di e fasi SS è Cu, è ancu e proprietà meccaniche di i composti.
Murray JW, Speidel A., Spierings A. et al.Sintesi di cumposti in acciaio inox-ramu 316L per fusione laser.Additive Manufacturing Fact Sheet 100058 (2022).https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772369022000329
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Surbhi Jain hè un scrittore di tecnulugia freelance basatu in Delhi, India.Ella hà un Ph.D.Hà un PhD in Fisica da l'Università di Delhi è hà participatu à parechje attività scientifiche, culturali è sportive.U so sfondate accademicu hè in a ricerca di a scienza di i materiali cun una specializazione in u sviluppu di i dispositi ottici è sensori.Hà una vasta sperienza in scrittura di cuntenutu, edizione, analisi di dati sperimentali è gestione di prughjetti, è hà publicatu 7 articuli di ricerca in riviste indexate Scopus è depositatu 2 brevetti indiani basati nantu à u so travagliu di ricerca.Hè appassiunata di lettura, scrittura, ricerca è tecnulugia è piace a cucina, u ghjocu, u giardinaggiu è u sport.
Jaïnismu, Surbhi.(25 di maghju 2022).A fusione laser permette a pruduzzione di cumposti d'acciaio inox è di ramu rinfurzati.AZ.Recuperatu u 25 di dicembre di u 2022 da https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59155.
Jaïnismu, Surbhi."A fusione laser permette a produzzione di cumposti in acciaio inox è rame rinfurzati".AZ.25 dicembre 2022 .25 dicembre 2022 .
Jaïnismu, Surbhi."A fusione laser permette a produzzione di cumposti in acciaio inox è rame rinfurzati".AZ.https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59155.(À u 25 di dicembre di u 2022).
Jaïnismu, Surbhi.2022. Pruduzzione di cumposti d'acciaio inox / rame rinfurzatu da fusione laser.AZoM, accessu u 25 dicembre 2022, https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59155.
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