Analisi dei metodi di rimozione della polvere per parti Ti-6AL-4V prodotte da EBM

Ricercatori dell’Università del Texas Indagano sulla rimozione della polvere EBM
I ricercatori dell’Università del Texas a El Paso esplorano la rimozione della polvere EBM nella recente pubblicazione ” Analisi dei metodi di rimozione della polvere per parti Ti-6AL-4V prodotte da EBM “. Mentre i vantaggi della stampa 3D e della produzione additiva abbondano, ci sono ancora sfide, con numerosi ostacoli che sono spesso unici per tecniche specifiche. Nel caso della fusione del letto di polvere a fascio di elettroni (EBPBF), gli utenti potrebbero avere difficoltà a trattare la polvere intrappolata che non è completamente sinterizzata.

Poiché la polvere rimane intrappolata all’interno delle parti, gli utenti hanno il compito di trovare il modo di rimuoverlo in modo che la qualità del prototipo o della parte non sia compromessa (un esempio di soluzione alternativa sarebbe l’uso della creazione di prese d’aria per rimuovere la polvere non utilizzata con una pompa). In questo studio, i ricercatori hanno analizzato numerosi modi per estrarre polvere inutilizzata dai canali e dalle aree vuote fabbricate con Ti-6Al4V.

Nello studio sono stati utilizzati due diversi cilindri: uno con canali diritti e uno con curve, con campioni stampati in 3D su un ARCAM A2X .

I ricercatori hanno utilizzato i seguenti metodi di valutazione:

Sistema di recupero polvere
Ultrasonico
Ultrasuoni con impatto meccanico
Vapor blast
Attacco chimico
Azoto liquido con ultrasuoni
Complessivamente sono state create quattordici parti, sette curve e sette diritte, che sono state prima sottoposte alla metodologia PRS (una macchina ausiliaria fornita con la stampante 3D Arcam).

“Ciascun metodo di ricerca descritto è stato utilizzato su un cilindro a canale curvo e un cilindro a canale dritto”, hanno affermato i ricercatori. “Tutti i campioni sono stati pesati prima e dopo l’applicazione di tutti i metodi di rimozione della polvere”.

“Dopo la costruzione, ogni parte è stata pulita individualmente con il PRS per rimuovere tutta la polvere sinterizzata dalle sue pareti, misurata per determinarne il volume e pesata per calcolare la densità corrispondente. La media dei tre valori calcolati ha prodotto una densità effettiva as-built di 4.2691 g / cm3. Questa densità calcolata è stata utilizzata nel modello matematico CAD per fare in modo che la massa calcolata del software CAD riflettesse un risultato, più preciso rispetto a un componente stampato reale. “

Nel complesso, il PRS si è rivelato più efficace nella rimozione della polvere intrappolata quando la parte è stata rimossa dalla macchina ; tuttavia, i ricercatori hanno notato che dopo aver testato tutte le metodologie, hanno trovato quanto segue più efficiente:

Ultrasonico
Ultrasuoni e impatto meccanico
Azoto liquido e ultrasuoni
“È vero che durante il processo di costruzione la polvere sinterizzata svolge un ruolo vitale come supporto per il componente finale stampato ma impone limiti di progettazione che non consentono di sfruttare appieno questa tecnologia di produzione additiva. Dai risultati ottenuti, il PRS è il metodo più efficace per rimuovere la polvere sinterizzata; tuttavia, dopo diverse iterazioni, l’efficacia si interrompe. Ultrasuoni, Azoto liquido e Ultrasuoni sono metodi che possono rimuovere più polvere sinterizzata dai canali dopo il PRS ”, hanno concluso i ricercatori.

“Le onde ultrasoniche possono viaggiare attraverso la parte, permettendogli di raggiungere i canali, mentre l’azoto liquido può facilmente accedere direttamente ai canali e adattarsi alla forma del canale. Questo lavoro preliminare mostra che esistono metodi che possono migliorare la rimozione della polvere sinterizzata “.