Selam! Metal 3D baskı, termal püskürtme veya gelişmiş imalat parçalarıyla ilgileniyorsanız, muhtemelen "alaşım tozu" terimini çok fazla duymuşsunuzdur. Ancak pek çok insanı, özellikle de oyuna yeni başlayanları şaşırtan şey şu: aslındaöylealaşım tozunun parçacık boyutu? Anlıyorum, bu sürecin en göz alıcı kısmı değil, ama güvenin bana, nihai ürününüzün nasıl ortaya çıkacağı konusunda bir ya başar ya da son. On yılı aşkın bir süredir alaşım tozu oyununun içinde olan biri olarak, bu soruyu yüzlerce kez yanıtladım, o yüzden ofisime giren yeni bir müşteri için yapacağım gibi, soruyu parçalara ayıralım.
Öncelikle konuyu fazla karmaşıklaştırmayalım. Alaşım tozu parçacık boyutu, partideki minik metal parçacıklarının ne kadar büyük (veya küçük) olduğunun bir ölçüsüdür; bu kadar basit. Ancak bu herkese uyacak tek bir sayı değil. Bu bir aralık, değil mi? Mesela her parçacığın tam olarak 20 mikron olması gerekmiyor; Bir dağıtımınız var ve bu dağıtım en önemli şey. Bağlam açısından, bir mikron metrenin milyonda biridir; yani bir kum tanesi genellikle 90 mikron veya daha büyüktür, insan saçı ise yaklaşık 50 mikron kalınlığındadır. Anladın mı? Yani toz boyutlarından bahsettiğimizde o küçücük dünyadayız.
Her türlü iş için farklı türde alaşım tozu sattığım için bunu gerçek anlamda ifade edeyim. Örneğin titanyum alaşımı tozunu ele alalım; eğer bunu toz yataklı füzyon 3D baskı için kullanıyorsanız (bu, bir parça oluşturmak için toz katmanlarını erittiğiniz süslü türdür), 15 ila 45 mikron gibi bir boyut aralığı istiyorsunuz. Çok büyükse, yazıcı yeterince ince bir katman oluşturamaz, dolayısıyla parçanızda boşluklar olabilir veya zayıf olabilir. Çok küçükse, toz topaklanır ve akması zorlaşır; ayrıca toz sorunlarına neden olabilir; reaktif olduğu için titanyumla bu sorunu çok dikkatli bir şekilde ele almamız gerekir. Farklı uygulamaların farklı aralıklara ihtiyaç duyduğunu unutmamalıyım, bu nedenle her zaman prosesinizin özelliklerini kontrol edin. Ve daha fazla ayrıntıya ihtiyacınız varsa, farklı kullanım durumları için sunduğumuz tam aralıklar için Titanyum Alaşım Tozu sayfamıza göz atın.
Durun, boyutun "akış" veya "baskı"nın ötesinde neden önemli olduğu hakkında konuşalım. Parçaları paslanmaya karşı dayanıklı veya süper sert hale getirmek için kaplamak için ferro alaşım tozu kullandığınızı varsayalım. Parçacıklar çok iriyse, kaplama düzgün olmaz; kalın noktalar ve ince noktalar oluşur ve ince olanlar hızla aşınır. Ancak çok inceyse, toz püskürtüldüğünde hemen "sıçramayabilir", bu nedenle iyi korumayan kaba, gözenekli bir kaplama elde edersiniz. Ferro alaşım tozu için, termal sprey uygulamalarına yönelik olarak genellikle 45 ila 150 mikron aralığıyla çalışıyoruz ve çalıştığından emin olmak için bu defalarca test ediliyor. Bu nedenle rastgele toz satmıyoruz; nihai sonucunuzu doğrudan etkilediği için boyut dağılımını belirliyoruz.
Bir diğeri büyük: tungsten karbür kobalt tozu. Bu malzeme kesici aletler, matkap uçları ve darbe alması gereken parçalar için kullanılıyor. Buradaki parçacık boyutukritiksertlik ve tokluk için. Daha ince tungsten karbür parçacıklarınız varsa (1 ila 10 mikron gibi), kenarı daha uzun süre tutabilen daha sert bir alet elde edersiniz, ancak bu biraz daha kırılgandır. Daha iri parçacıklar (10 ila 30 mikron) kullanırsanız alet daha sert olur ancak daha hızlı aşınır. Yani buradaki karışımımız tamamen müşterinin ihtiyacına bağlı olarak bunu dengelemeye yönelik. Daha önce de kesici bıçakları için yanlış boyutta toz kullandıkları ve performans göstermedikleri için bize kötü partiyle gelen müşterilerimiz olmuştu. Bu hatayı yapmayın; burada boyut her şeydir.
Biraz daha tanıdık bir şeye geçelim: alüminyum bronz tozu. Bu, genellikle dekoratif parçalar, yataklar ve valf bileşenleri için kullanılan altın renkli alaşımdır. Dekoratif parçalar gibi pürüzsüz bir yüzeye ihtiyaç duyan parçalar için, 10 ila 50 mikron gibi daha küçük bir parçacık boyutunu tercih ediyoruz çünkü bu, eşit şekilde uzanıyor ve güzel, tekdüze bir görünüm veriyor. Ancak rulmanlar için biraz daha kaba bir aralık (50 ila 100 mikron) kullanabiliriz çünkü biraz daha büyük parçacıklar rulman hareket ederken kayganlığa yardımcı olur. Alüminyum bronz tozumuzla özel metal takılar yapan bir müşterim vardı ve döküm parçalarının tıpkı gerçek bronz gibi görünmesini sağladığı için ince boyutuna yemin ettiler - pürüzlü kenarlar yok. Bu, detay boyutunun masaya getirdiği türden bir şey.
Nikel alaşım tozu da jet motoru parçaları veya endüstriyel fırınlar gibi yüksek sıcaklık uygulamaları için çok güçlü bir iş. Bu parçaların aşırı ısıya dayanması gerekiyor, bu yüzden tozun eşit şekilde erimesi ve güçlü bir şekilde yapışması gerekiyor. Parçacık boyutu çok eşit değilse, bazı parçacıklar diğerlerinden önce eriyecek ve bu da son kısımda zayıf noktalara veya tutarsızlıklara yol açacaktır. Lazer toz yatağı füzyonunda kullanılan nikel alaşımlı toz için 15 ila 53 mikrona sadık kalıyoruz ve yüksek ısılı bileşenlere yönelik termal sprey kaplamalar için biraz daha kaba (45 ila 150 mikron) kullanıyoruz. Bu malzemeyi 1000°C'de çalışan fırınlarda test ettik ve doğru boyuttaki toz çatlamaz veya pul pul dökülmez; yanlış boyut ve hızlı bir şekilde bozulur. Bu, müşterilerimizin güvendiği türden bir güvenilirliktir ve bu, boyutun doğru seçilmesiyle başlar.
Peki bu boyutu gerçekte nasıl ölçeceğiz? Açıkçası cetvel kullanmaya benzemiyor. Lazer kırınımı adı verilen bir şey kullanıyoruz; bir toz örneğine lazer gönderiyorsunuz ve ışığın dağılma şekli bize parçacıkların ne kadar büyük olduğunu gösteriyor. Hızlı ve doğrudur, bu nedenle tüm iyi toz tedarikçileri bunu kullanır. Ayrıca parçacıkları belirli aralıklara ayırmak için tozu farklı gözenek boyutlarından eliyoruz; örneğin, yalnızca 15-45 mikron istiyorsanız, 15'ten küçük ve 45'ten büyük olanları eliyoruz. Bazen tekrar kontrol etmek için hem lazer kırınımı hem de elek analizi yapıyoruz çünkü toz atölyenize çarptığında herhangi bir sürprizle karşılaşmak istemezsiniz.
Sıklıkla karşılaştığım bir soru şu: "Daha ince", "daha iyi" anlamına mı geliyor? Kısa cevap: hayır. Sert olması gereken bir parça için toz kullanıyorsanız, daha kalın olması daha iyi olabilir. Pürüzsüz bir yüzeye veya sıkı toleranslara ihtiyacınız varsa, gidilecek yol daha incedir. Her şey sizin sürecinize ve parçanın ne yapacağına bağlıdır. Bir zamanlar süper ince titanyum tozu sipariş eden bir müşterim vardı çünkü bunun daha güçlü bir 3D baskılı parça yapacağını düşünüyordu, ancak bu, yazıcısında akış sorunlarına neden oldu ve daha fazla gözenekli parçalar üretti. Onu 20-63 mikron aralığına ayarladık ve parçaları çok daha iyi oldu. Bu nedenle büyüklükten bahsetmek sadece sayılarla ilgili değildir; bu sayıları özel ihtiyaçlarınızla eşleştirmekle ilgilidir.
Akılda tutulması gereken başka bir şey: parçacık şekli de boyuta bağlı olabilir, ancak bu tamamen farklı bir konudur. Yuvarlak parçacıklar daha iyi akar, bu nedenle birçok toz atomize edilir (küreler halinde katılaşan küçük damlacıklar halinde püskürtülür). Düzensiz parçacıklar farklı boyut dağılımına sahip olabilir ancak metal enjeksiyonlu kalıplama gibi belirli uygulamalarda işe yarayabilir. Ancak şekliyle bile boyut hâlâ her şeyin temelidir. Yanlış boyutta yuvarlak toz kullanabilirsiniz ve yine de düzgün çalışmayacaktır.
Dolayısıyla, alaşım tozu arıyorsanız, yalnızca "alaşım tozu" sormayın; parçacık boyutu aralığını sorun. 3D baskı için titanyuma, kaplamalar için ferro alaşıma, kesici takımlar için tungsten karbür kobalt'a, dekoratif parçalar için alüminyum bronza veya yüksek ısılı işler için nikel alaşımına ihtiyacınız varsa, boyut projenizi yapacak veya bozacaktır. Bu arada, özel aralıklarımız da var; kullanıma hazır olmayan bir şeye ihtiyacınız varsa, tam olarak ihtiyacınız olan boyutu bulmak için sizinle birlikte çalışabiliriz.
Günün sonunda, insanların güvenebilecekleri pudrayı istediklerini bilecek kadar uzun süredir bunu yapıyorum. Tozun yanlış boyutta olması nedeniyle arızalanan parçalarla veya yanlış aralığı seçtikleri için tüm partiyi yeniden işlemek zorunda kalmak istemiyorlar. Bu nedenle burada şeffaflığa önem veriyoruz; size tam olarak hangi boyutu aldığınızı, nasıl ölçüldüğünü ve bu aralığın uygulamanız için neden işe yaradığını anlatıyoruz. Detay vermeden sadece “toz” satan tedarikçilerle uğraşmaktan sıkıldıysanız bize ulaşın. Projenizi gözden geçirmekten, parçacık boyutuyla ilgili tüm sorularınızı yanıtlamaktan ve işiniz için doğru alaşım tozunu size sunmaktan mutluluk duyuyoruz. Parçacık boyutu gibi küçük bir ayrıntının bir sonraki büyük projenizi mahvetmesine izin vermeyin; bize ulaşın, tam olarak ihtiyacınız olanı aldığınızdan emin olalım.
Referanslar:
- ASTM B821-21, Metal Tozlarının ve İlgili Bileşiklerin Lazer Kırınımıyla Parçacık Boyutu Dağılımı için Standart Test Yöntemi
- Powell, GL ve Edington, JW (1980). Toz Parçacık Boyutunun Sinterlenmiş Alaşımların Özelliklerine Etkisi. Malzeme Bilimi Dergisi, 15(10), 2570-2578.
- Termal Sprey Topluluğu. (2020). Termal Püskürtme Teknolojisi El Kitabı (2. baskı). ASM Uluslararası.
- Kruth, JP, Levy, G., Klocke, F. ve Childs, THC (2007). Lazer ve Toz Yataklı Katmanlı İmalatta Konsolidasyon Olayları. CIRP Annals - Üretim Teknolojisi, 56(2), 730-759.