在材料挤出-热解结-结过程中优化金属零件的扭曲:实验和数值研究

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 增材制造 增材制造 增材制造
• 工艺工程是过程工程.

背景情况:

• 热解-合对于通过材料挤出基础增材制造 (AM) 制造的金属注塑成型 (MIM) 零件至关重要.
• 金属零件在解过程中经常遭受扭曲和多孔性,降低机械性能.
• 缓慢解减少了缺陷,但增加了处理时间.

研究的目的:

• 优化青铜/聚酸 (PLA) 部件的热解结-结工艺,以最大限度地减少扭曲和多孔性.
• 为了研究尺寸,加热速率和保持时间对零件质量的影响.
• 运用计算流体动力学 (CFD) 来理解解绑过程中的温度分布.

主要方法:

• 在小型,中型和大型中使用青铜/PLA丝进行了脱-烧结实验.
• 在热解过程中,不同的加热速率和保持时间.
• 利用CFD模拟来分析炉内不同尺寸的温度概况.

主要成果:

• 小显示出较高的初始孔隙性 (23%),可减少到12%,加热/持久时间延长.
• 中型达到约15%的孔隙度,没有进行扩大加工.
• 大型面临着达到目标温度的挑战,限制了孔径的减少.

结论:

• 将实验研究与CFD模拟相结合,提供了一种有前途的方法来提高热解结-结中的金属零件质量.
• 的选择和过程参数的优化对于减轻AM金属部件的缺陷至关重要.
• 中型是减少青铜/PLA零件的孔隙性的有效选择,而不会显著增加循环时间.