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Granutools通过粉末表征提供金属AM工艺优化

Granutools,比利时Awans,旨在通过其用于金属粉末的物理表征工具集来帮助优化增材制造工艺。这些工具可以帮助用户了解添加剂制造中金属粉末的宏观行为,据报道可以应用于任何使用金属粉末的应用。

Granutools成立于2015年,旨在满足行业对粉末简单,精确和可重复测量技术的需求。据该公司称,粉末特性是加速AM在批量生产中应用的关键。为了在增材制造中获得薄层,粉末必须尽可能精细。

不幸的是,当晶粒尺寸减小时,内聚性增加并且流动性降低。而且,粉末对水分越来越敏感。因此,必须在晶粒尺寸和流动性之间找到折衷方案。AM部件的质量与粉末流动性质直接相关; 流动性必须足够好以获得均匀的连续粉末层。

对于处理粉末的所有处理方法,用于表征粉末的测量方法应尽可能接近该过程。特别地,粉末的应力状态和流场在测量单元和过程中应该是相当的。

为了优化AM工作流程,Granutools建议使用Granudrum,评估粉末涂抹性以选择前体并优化涂覆速度,Granupack作为与部件孔隙率和表面粗糙度相关的质量控制,以及用于粉末可重复使用性的Granucharge。

粉末流动性

该公司的Granudrum是一种动态角度静止分析仪。自动化仪器可快速精确地测量颗粒材料的流动性。它适用于与定制图像处理算法相关的旋转鼓测量原理,并为不同的剪切速率提供内聚指数和流动角度。

Granutools通过粉末表征提供金属3D打印工艺优化

Granudrum的软件为不同的剪切速率提供了内聚指数和流动角度

在传统的流量计中,例如剪切单元测试仪和流变仪,Granutools指出,被测粉末上的压缩载荷的存在与AM装置中粉末的自由表面流动相矛盾,这意味着使用传统方法进行的测量与AM无关。

Granutools通过粉末表征提供金属AM工艺优化

Granudrum适用于旋转鼓测量原理,与定制的图像处理算法相关联

Granudrum中使用的旋转滚筒测量方法能够精确地分析粉末/空气界面处的粉末流动,而无需任何压缩载荷。此外,旋转滚筒的几何形状允许用户在流动期间研究粉末的自然通气。通过测量粉末的内聚指数,用户可以避免在粉末床上形成波浪并预测最佳的涂覆机速度以获得均匀的层。

粉末密度

Granupack可以对粒状材料的密度曲线与抽头数进行快速,精确的测量。从这些测量获得的参数可以提供关于粉末密度和粉末流动性的信息。

Granutools通过粉末表征提供金属3D打印工艺优化

Granupack是Granutools的产品之一,是一种用于前体质量控制的高分辨率螺纹密度分析仪

与传统的手动攻丝密度测量相反,据说Granupack可以测量粉末压实曲线 - 粉末密度作为抽头数的函数绘制 - 非常精确地,由于测量自动化(排除用户错误)和初始化协议。

从该压实曲线可以分析粉末的最佳密度,压实范围和压实速度,使用户能够更好地控制最终AM部件的孔隙率和表面粗糙度。由于其高精度和可重复性,Granutools声称该仪器是前体质量控制的最佳候选者。

静电荷测量

Granucharge是一种自动化仪器,能够在各种性质的表面上流动时测量粉末内静电电荷的累积。在振动的V形导管内受控制的流动之后,使用定制的法拉第杯测量粉末的电荷密度。然后在专用软件内绘制和分析充电时间演变。

粉末中电荷的存在引起内聚力,导致形成不希望的附聚物。测量由粉末产生的静电荷使用户能够预测加工过程中的流动性劣化,例如在AM中形成层,以分析晶粒的表面状态以获得氧化,污染物和粗糙度,并精确地量化再利用粉末的老化。

Granutools通过粉末表征提供金属3D打印工艺优化

SLM解决方案全球营销高级副总裁Stefan Ritt(左)在最近访问比利时Awans工厂期间会见了Granutools董事总经理Filip Francqui

工业和研究应用的工艺优化

Granutools现在支持全球,北美,亚洲和整个欧洲的众多工业客户。该公司最近在其工厂参观了SLM解决方案全球营销高级副总裁Stefan Ritt。在谈到Granutools的技术时,Ritt说:“作为ASD-STAN和DIN标准化工作组的经理,我很欣赏Granutools为金属粉末标准化测试设备的工作。这有助于在未来的制造中建立标准化流程。“

加拿大麦吉尔大学与Granutools合作研究铝,钛和高温合金粉末的动态行为。该大学的P2AM2lab负责人Mathieu Brochu教授表示,“Granutools和McGill都在开发这一领域的关键知识,并进一步推动AM应用粉末优化的进展。我们的Granudrum是加拿大的第一个,并且在AM领域吸引了国内和国际主要参与者。“

ENGIE Laborelec选择了Granupack和Granudrum来补充ENGIE粉末实验室的功能,该实验室旨在表征金属粉末并促进粉末床熔合工艺的材料原料的资格预审活动。“Granudrum和Granupack提供快速自动化解决方案,提供粉末流变学的准确数据,以便更好地了解金属粉末在粉末床融合加工过程中在运输,储存或粉末输送和铺展过程中可能遇到的流动性和铺展性行为,”Steve Nardone说,项目经理金属添加剂制造。

比利时的SIRRIS研究中心也使用Granutools仪器。高级工程师增材制造公司Oliver Rigo补充说:“我们现在正在我们的添加剂制造实验室中实施这些仪器的定期质量测试,以便在整个AM工艺步骤中检测质量漂移。我们选择Granutools来提高仪器的精度和可重复性,以及它们的技术适用于AM。“

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