Ayırma Yöntemleri
Kısmi yataklı toz, diğer tozlarla karıştırılmadan önce tipik olarak bir parçacık ayırma yöntemi, en yaygın olarak titreşimli elek tabanlı bir eleme cihazı veya bir hava sınıflandırıcı kullanılarak işlenir. Havalı sınıflandırıcılar, tozları daha etkili bir şekilde karıştırdıklarından ve topakların parçalanmasına yardımcı olduklarından ve böylece daha büyük bir malzeme fraksiyonunun geri dönüştürülmesine olanak sağladıklarından, basit elemeden daha iyi olabilir.
Ancak havalı sınıflandırıcılar, eleme sistemlerinden daha karmaşık ve pahalıdır. Kullanılan partikül ayırma yönteminden bağımsız olarak, malzemenin geri dönüşüm sırasında iyice karıştırılması çok önemlidir; aksi takdirde, geri dönüştürülmüş tozdan yapılan parçalar farklı konumlarda farklı özelliklere sahip olacaktır.
Uygulaması kolay olmasına rağmen, basit bir kesir tabanlı geri dönüşüm yaklaşımı her zaman bir miktar karışım tutarsızlığına neden olacaktır. Bunun nedeni, farklı yapıların farklı parça yerleşim özelliklerine sahip olması ve bu nedenle bir yapıdan geri dönüştürülen gevşek kısmi yatak tozunun, farklı bir yapıdan geri dönüştürülen gevşek kısmi yatak tozundan farklı bir termal geçmişe sahip olmasıdır.
Fraksiyon bazlı karıştırmanın doğasında bulunan bazı yapıdan inşaa tutarsızlıklarının üstesinden gelmek için, bir tozun erime akış indeksine (MFI) dayalı bir geri dönüşüm metodolojisi geliştirilmiştir. MFI, önceden belirlenmiş koşullar altında bir ekstrüzyon aparatından erimiş termoplastik malzeme akışının bir ölçüsüdür.
Örneğin, tekrarlanabilirliği sağlamak için ASTM ve ISO standartları takip edilebilir. Bir MFI tabanlı geri dönüşüm metodolojisi kullanırken, bir kullanıcı kendi deneyimlerine dayalı olarak bir hedef MFI belirler. Kullanılmış tozlar (kısmi yatak ve taşma/besleme malzemeleri) karıştırılır ve test edilir. Kullanılmayan toz da test edilir.
Her ikisi için de MFI belirlenir ve kullanılmayan ve kullanılmış tozun iyi harmanlanmış bir karışımı oluşturulur ve ardından hedef MFI’ye ulaşmak için test edilir. Kullanılmamış ila kullanılmış tozun ilk karışımı tarafından hedef MFI’ye ulaşılamazsa, bunun yinelemeli olarak yapılması gerekebilir.
Bu metodolojiyi kullanarak, hedef MFI yeni toz MFI’ye ne kadar yakınsa, yeni toz fraksiyonu o kadar yüksek ve dolayısıyla parça o kadar pahalıdır. MFI yönteminin, tutarlı inşadan inşaa özellikleri sağlamak için genellikle fraksiyonel karıştırmaya göre daha etkili olduğu kabul edilir.
Tipik olarak, çoğu kullanıcı, karışımlarında üretilenden daha az kullanılmış yapı platformu tozuna ihtiyaç duyduklarını fark eder. Böylece, bu fazla yapı malzemesi hurdaya dönüşür. Ayrıca, uzun bir süre boyunca tekrarlanan geri dönüşüm, bazı tozların kullanılamaz hale gelmesine neden olabilir. Sonuç olarak, bir tozun geri dönüştürülebilirliği ve bir kullanıcı tarafından seçilen hedef MFI veya fraksiyonel karıştırma, parça özellikleri ve maliyeti üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir.
Proses Çeşitleri ve Ticari Makineler
Çok çeşitli PBF süreçleri geliştirilmiştir. Bu işlemler arasındaki pratik farkları anlamak için toz dağıtım yönteminin, ısıtma işleminin, enerji giriş tipinin, atmosferik koşulların, optiklerin ve diğer özelliklerin birbirine göre nasıl değiştiğini bilmek önemlidir. Ticari süreçlere genel bir bakış ve geliştirilmekte olan birkaç önemli sistem aşağıdaki bölümde tartışılmaktadır.
Polimer Lazer Sinterleme
2014’ten önce sadece iki büyük pLS makinesi üreticisi vardı, EOS ve 3D Systems. 2014 yılında kilit patentlerin sona ermesi, birçok yeni şirketin pazara girmesi için kapıyı açtı. pLS makineleri, polimerlerin doğrudan işlenmesi ve metallerin ve seramiklerin dolaylı olarak işlenmesi için tasarlanmıştır.
Ticari polimerlerin çoğu, enjeksiyon kalıplama yoluyla işlenmek üzere geliştirilmiştir. Bununla birlikte, pLS yoluyla işlenen bir malzemenin ısıl ve gerilim koşulları, enjeksiyonla kalıplama yoluyla işlenen bir malzemenin termal ve gerilim koşullarından çok farklıdır.
Enjeksiyon kalıplamada malzeme basınç altında yavaşça ısıtılır, yüksek kesme kuvvetleri altında bir kalıba akar ve hızla soğutulur. pLS’de malzeme bir lazer ışını geçerken çok hızlı bir şekilde ısıtılır, yerçekimi kuvvetleri altında yüzey gerilimi yoluyla akar ve saatler ila günler arasında yavaş yavaş soğur.
Polimer mikroyapı özellikleri, malzemenin yüksek sıcaklıklarda tutulduğu süreye bağlı olduğundan, LS kullanılarak yapılan polimer parçalar, enjeksiyon kalıplama kullanılarak yapılan polimer parçalardan çok farklı özelliklere sahip olabilir.
Karışımları ayırma yöntemleri PDF
Karışımları ayırma yöntemleri örnekler
Karışımları ayırma Yöntemleri
Kimyasal ayırma Yöntemleri
karışımları ayırma yöntemleri
Karışımları Ayırma Yöntemleri TYT
Karışımları ayırma yöntemleri Üniversite
Fiziksel ayırma yöntemleri
Enjeksiyon kalıplama kullanılarak işlenmesi kolay olan birçok polimer, pLS kullanılarak işlenemeyebilir. LS için bir polimerde arzu edilen erime özellikleri türleri için bir diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) eğrisinin bir şemasını gösterir. Artık gerilim kaynaklı kıvrılmayı azaltmak için, pLS makineleri toz yatağı sıcaklığını (Tbed) erimenin başladığı sıcaklığın (TMelt Onset) hemen altında tutar.
Lazer, toz yatağının bir bölgesini erittiğinde, malzemenin sıcaklığını erime sıcaklığının üstüne, ancak malzemenin bozulmaya başladığı sıcaklığın altına çıkarmalıdır. Erime ve bozulma sıcaklıkları arasında küçük bir fark varsa, malzemenin pLS’de başarılı bir şekilde işlenmesi zor olacaktır.
Taramadan sonra, erimiş kesit nispeten kısa bir süre içinde yatak sıcaklığına (TBed) dönecektir. Yatak sıcaklığı, malzemenin kristalleşme sıcaklığının üzerindeyse, çok uzun süre kısmen erimiş durumda kalacaktır. Bu iki nedenden dolayı avantajlıdır.
İlk olarak, malzemeyi kısmen erimiş halde tutarak, parça artık gerilimlerin katman katman birikmesine maruz kalmayacak ve bu nedenle daha doğru olacaktır. İkinci olarak, malzemeyi yarı erimiş halde uzun süre tutarak, parça daha yüksek toplam yoğunluğa ulaşacaktır.
Sonuç olarak, bir inşa platformunun altındaki parçalar (ilk önce inşa edilen ve yüksek sıcaklıkta daha uzun süre deneyimlenenler), inşa edilecek son parçalardan daha yoğundur. Bu nedenle, pLS için iyi bir polimerin temel özelliği, gösterildiği gibi geniş bir “Süper Soğutma Penceresine” sahip olmasıdır.
Ticari olarak temin edilebilen çoğu polimer için, erime eğrisi kristalleşme eğrisi ile örtüşür ve süper soğutma penceresi yoktur. Ek olarak, amorf polimerler için keskin bir erime veya kristalleşme başlangıcı yoktur. Bu nedenle pLS, büyük bir süper soğutma penceresi ve yüksek bir bozulma sıcaklığı olan kristalli polimerler için en iyi sonucu verir.
SLS Sinterstation 2000 makinesi, 1992 yılında DTM Corporation, ABD tarafından tanıtılan ilk ticari PBF sistemiydi. Daha sonra, diğer varyantlar ticarileştirildi ve bu sistemler, 2001 yılında DTM’yi satın alan ABD, 3D Systems tarafından üretilmekte ve tedarik edilmektedir.
Daha yeni makineler, parça doğruluğu, sıcaklık homojenliği, yapı hızı, işlem tekrarlanabilirliği, özellik tanımı ve yüzey kalitesi açısından önceki sistemlere göre çeşitli iyileştirmeler sunar, ancak temel işleme özellikleri ve sistem konfigürasyonu, açıklamadan farklı değildir.
Tipik bir pLS makinesi, erime sıcaklığı 200 C’nin altında olan polimerlerle sınırlıdır, “yüksek sıcaklık” pLS makineleri ise çok daha yüksek erime sıcaklığına sahip polimerleri işleyebilir.
CO2 lazerlerin kullanılması ve yaklaşık %0,1–3,0 oksijen içeren bir nitrojen atmosferi nedeniyle, pLS makineleri saf metalleri veya seramikleri doğrudan işleyemez. Naylon poliamid malzemeler, en popüler pLS malzemeleridir, ancak bu işlemler, metal ve seramik tozlarının polimer bağlayıcılarla dolaylı olarak işlenmesinin yanı sıra diğer birçok polimer malzeme türü için de kullanılabilir.
