A fajlagos hőkapacitás mérése az SLS-folyamatok szimulálásához

Az SLS (szelektív lézersinterezés) során a korábban megolvasztott rétegek eltűnnek a porágyban, amelyet szintereletlen por vesz körül. Ezért az alsóbb rétegekben lévő hőmérsékleti mezőre vonatkozó információk nehezen mérhetők. Ezért jelentős erőfeszítéseket tettek az SLS-folyamat modellezésére és szimulálására. Ehhez két lényeges mennyiség a fajlagos hőkapacitás (_{Fajlagos hőkapacitás (cp)A hőkapacitás egy anyagspecifikus fizikai mennyiség, amelyet a mintadarabba juttatott hőmennyiség és az ebből eredő hőmérséklet-emelkedés hányadosa határoz meg. A fajlagos hőkapacitás a minta egységnyi tömegére vonatkozik.cp}) és a hővezető képesség (k) a hőmérséklet függvényében. Ha töltőanyagokat adunk hozzá, azok nem csak a kristályosodási sebességet változtatják meg, hanem a _{Fajlagos hőkapacitás (cp)A hőkapacitás egy anyagspecifikus fizikai mennyiség, amelyet a mintadarabba juttatott hőmennyiség és az ebből eredő hőmérséklet-emelkedés hányadosa határoz meg. A fajlagos hőkapacitás a minta egységnyi tömegére vonatkozik.cp} és a k változása miatt magasabb építési hőmérsékletet is igényelnek.

Hogyan határozzuk meg a fajlagos hőkapacitást

A különböző anyagok Fajlagos hőkapacitás (cp)A hőkapacitás egy anyagspecifikus fizikai mennyiség, amelyet a mintadarabba juttatott hőmennyiség és az ebből eredő hőmérséklet-emelkedés hányadosa határoz meg. A fajlagos hőkapacitás a minta egységnyi tömegére vonatkozik.fajlagos hőkapacitásának a hőmérséklet függvényében történő meghatározására a differenciál pásztázó kalorimetriát (DSC ) használják. A hőkapacitást úgy határozzák meg, mint az a hőmennyiség, amely 1 g anyag hőmérsékletének 1°C-kal történő emeléséhez szükséges, miközben a p nyomás állandó. Ezt a hővezetési egyenlet írja le:

A DIN EN ISO 11357-4 (és ASTM E1269) szabvány szerint a mintát egy második (referencia), ismert hőkapacitású mintához viszonyítva kell mérni. Ezért egy kísérlet három különböző lefutásból áll a kívánt hőmérséklettartományban. Az első egy mérés két üres serpenyővel (alapvonal), a második egy mérés egy zafírmintát tartalmazó serpenyővel (referencia), végül a harmadik mérés a tényleges mintával (minta) ugyanilyen típusú serpenyőben.

A _Cp a minta hőmérsékletének függvényében a következőképpen számítható ki:

_Cp mérések elvégzése SLS polimer por mintákon

Ebben a példában egy polimerpor, pontosabban PA12 esetében a méréseket a szabványnak megfelelően egy NETZSCH DSC 204 F1 Phoenix^® készülékkel végezték el. A kezdeti -25°C-ra történő hűtési lépés után a hőmérsékletet 10 K/perc sebességgel 215°C-ra növelték. Két különböző mintát mértünk és az átlagot számoltuk ki. Az összes mérési körülményt a következő táblázat foglalja össze:

Táblázat: Mérési feltételek

Az elemzés a NETZSCH Proteus^® szoftverben végzett elemzés az 1. ábrán látható. A "látszólagos" fajlagos hőkapacitást mutatja, az olvadási csúcs és az üvegesedési átmenet mellett.

A _{Fajlagos hőkapacitás (cp)A hőkapacitás egy anyagspecifikus fizikai mennyiség, amelyet a mintadarabba juttatott hőmennyiség és az ebből eredő hőmérséklet-emelkedés hányadosa határoz meg. A fajlagos hőkapacitás a minta egységnyi tömegére vonatkozik.cp} adatok könnyen levezethetők ebből a görbéből. A 90-190°C közötti hőmérséklet-tartományban azonban a növekvő _{Fajlagos hőkapacitás (cp)A hőkapacitás egy anyagspecifikus fizikai mennyiség, amelyet a mintadarabba juttatott hőmennyiség és az ebből eredő hőmérséklet-emelkedés hányadosa határoz meg. A fajlagos hőkapacitás a minta egységnyi tömegére vonatkozik.cp} és az Olvadási hőmérsékletek és EnthalpiákEgy anyag fúziós entalpiája, más néven látens hő, annak az energiabevitelnek, jellemzően hőnek a mértéke, amely ahhoz szükséges, hogy egy anyag szilárd állapotból folyékony állapotba kerüljön. Egy anyag olvadáspontja az a hőmérséklet, amelyen szilárd (kristályos) állapotból folyékony (izotróp olvadék) állapotot vált.olvadás endoterm hatása ellentétes egymással. Ezért az olvadási tartományban az értékeket jellemzően interpolálják. Az itt bemutatott PA12 esetében az interpolációt 90°C (2,348 J/gK) és 200°C (2,7 J/gK) között végeznénk, amelyeket a grafikon jelez. Az értékek ezután exportálhatók későbbi felhasználásra anyag- és folyamatszimulációkban, pl. az SLS-folyamatban a hőmérséklet-réteg és a megszilárdulás esetében. Az adatok egy másik alkalmazási területe a hővezetési tényező kiszámítása a hővezetési tényező és a SűrűségA tömegsűrűséget a tömeg és a térfogat arányaként határozzák meg. sűrűség adataiból.