How Fillers Affect the Crystallization Behavior of SLS Powders

Salah satu permintaan dapat berupa keuletan yang lebih tinggi (misalnya, PA11), yang lainnya dapat berupa stabilitas dimensi yang lebih baik (misalnya, penambahan manik-manik kaca), Konduktivitas Listrik (SBA)Konduktivitas listrik adalah properti fisik yang menunjukkan kemampuan material untuk memungkinkan pengangkutan muatan listrik.konduktivitas listrik atau termal yang lebih tinggi (misalnya, pengisi seperti aluminium atau tembaga) atau peningkatan kekakuan dan kekuatan (misalnya, penambahan serat kaca atau karbon).

Pengisi bertindak sebagai tempat nukleasi

Penambahan bahan pengisi pada bubuk SLS biasanya berpengaruh pada perilaku KristalisasiKristalisasi adalah proses fisik pengerasan selama pembentukan dan pertumbuhan kristal. Selama proses ini, panas kristalisasi dilepaskan.kristalisasi karena permukaan bahan pengisi berfungsi sebagai tempat nukleasi yang heterogen. Bahan pengisi yang konduktif juga dapat memengaruhi suhu bahan dan oleh karena itu, menunjukkan perilaku yang berubah.pengukuran Dynamic Differential Scanning Calorimetry (DSC ) dapat memberikan indikasi pertama dari perilaku yang berubah, yang kemudian dapat dianalisis lebih lanjut melalui pengukuran IsotermalPengujian pada suhu yang terkendali dan konstan disebut isotermal.isotermal pada atau mendekati suhu pembuatan.

Menambahkan pengisi tembaga konduktif

Untuk memahami efek pengisi konduktif, para peneliti di Institute of Polymer Technology (LKT) di University of Erlangen-Nuremburg bereksperimen dengan pengisi tembaga [1]. Mereka menggunakan campuran yang berbeda dari bola dan serpihan tembaga (Gambar 1) dalam berbagai konten dan menganalisis perilaku pemrosesan serta sifat konduktif yang dihasilkan dengan tujuan untuk menghasilkan komponen yang kompleks untuk manajemen termal. Berbagai sampel disiapkan dengan menambahkan bola tembaga dalam 5 dan 10 vol% dan serpihan tembaga pada 5 vol% ke dalam bubuk PA12. KepadatanDensitas massa didefinisikan sebagai rasio antara massa dan volume. Kepadatan energi sebesar 0,043 ^J/mm2 dijaga konstan untuk semua bahan untuk mendeteksi setiap perubahan dalam perilaku proses karena bahan pengisi.

Menentukan jendela proses dan perilaku kristalisasi bubuk PA12 dengan partikel tembaga

Di NETZSCH Analyzing & Testing, DSC 214 Polyma digunakan untuk menganalisis jendela proses dan perilaku KristalisasiKristalisasi adalah proses fisik pengerasan selama pembentukan dan pertumbuhan kristal. Selama proses ini, panas kristalisasi dilepaskan.kristalisasi dari berbagai campuran bubuk PA12 dengan partikel tembaga dibandingkan dengan bahan PA12 yang rapi.

Untuk setiap pengukuran, sampel sebanyak 5 mg dipotong dan ditempatkan ke dalam panci aluminium dengan dasar cekung (Concavus^®al) dan tutupnya tertutup. Sampel didinginkan dari suhu kamar untuk memulai pengukuran pada suhu -20°C. Kemudian dipanaskan hingga 200°C dengan laju pemanasan 10 K/menit dan didinginkan dengan laju pendinginan yang sama yaitu 10 K/menit hingga -20°C.

Tabel berikut ini merangkum kondisi pengukuran.

Tabel 1: Kondisi pengukuran

Hasil untuk PA12 yang rapi telah dibahas secara rinci dalam artikel blog sebelumnya!

Perubahan perilaku kristalisasi

Pada Gambar 2, hasil pemanasan dan pendinginan^pertama digambarkan untuk keempat sampel. Seperti yang dapat dilihat, Suhu Leleh dan EntalpiEntalpi fusi suatu zat, juga dikenal sebagai panas laten, adalah ukuran masukan energi, biasanya panas, yang diperlukan untuk mengubah suatu zat dari padat menjadi cair. Titik leleh suatu zat adalah suhu saat zat tersebut berubah wujud dari padat (kristal) menjadi cair (lelehan isotropik). suhu leleh puncak tidak terpengaruh oleh penambahan bahan pengisi (Perbedaan luas area terkait dengan isi bahan pengisi yang bervariasi dan tidak dinormalisasi dalam grafik ini).

Namun demikian, dapat dilihat bahwa suhu puncak KristalisasiKristalisasi adalah proses fisik pengerasan selama pembentukan dan pertumbuhan kristal. Selama proses ini, panas kristalisasi dilepaskan.kristalisasi serta permulaan KristalisasiKristalisasi adalah proses fisik pengerasan selama pembentukan dan pertumbuhan kristal. Selama proses ini, panas kristalisasi dilepaskan.kristalisasi bergeser ke suhu yang lebih tinggi dengan meningkatnya kandungan bahan pengisi.

Puncaknya bergeser dari 145,8°C untuk bahan yang rapi ke 149,1°C untuk pengisi tembaga 5 vol% dan ke 151,3°C untuk 10 vol%.

Dapat disimpulkan bahwa pengisi bertindak sebagai tempat nukleasi dan mempercepat KristalisasiKristalisasi adalah proses fisik pengerasan selama pembentukan dan pertumbuhan kristal. Selama proses ini, panas kristalisasi dilepaskan.kristalisasi. Hal ini menyebabkan jendela proses yang sedikit berkurang dan perlu diperhitungkan selama pemilihan kondisi pemrosesan.

Efek serupa diamati oleh WILO SE, penyedia pompa dan sistem pompa premium, untuk kaca dan serat karbon. Baca studi kasusnya di sini!

Mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang perilaku kristalisasi

Studi tambahan mengenai perilaku KristalisasiKristalisasi adalah proses fisik pengerasan selama pembentukan dan pertumbuhan kristal. Selama proses ini, panas kristalisasi dilepaskan. kristalisasi IsotermalPengujian pada suhu yang terkendali dan konstan disebut isotermal.isotermal dapat berguna untuk memahami perilaku ini dengan lebih baik lagi. Penjelasan rinci tentang prosedur pengukuran diberikan di sini untuk bubuk PA12 yang tidak terisi.

Para peneliti di LKT melakukan studi IsotermalPengujian pada suhu yang terkendali dan konstan disebut isotermal.isotermal tambahan ini pada suhu 165 ° C pada sampel yang diisi tembaga dan menemukan bahwa waktu paruh KristalisasiKristalisasi adalah proses fisik pengerasan selama pembentukan dan pertumbuhan kristal. Selama proses ini, panas kristalisasi dilepaskan. kristalisasi berkurang karena penambahan bahan pengisi, yang selanjutnya mengkonfirmasi efek nukleasi. Seluruh studi dapat ditemukan di sini [Akses Terbuka]!

Tentang Lembaga Teknologi Polimer (LKT)

Institute of Polymer Technology adalah sebuah lembaga penelitian akademis di Friedrich-Alexander University of Erlangen-Nuremberg. Institut ini merupakan salah satu pemimpin dalam penelitian Manufaktur Aditif; khususnya SLS. Bidang penelitian utama lainnya termasuk Desain Ringan dan FRP, Bahan dan Pemrosesan, Teknologi Penggabungan dan Tribologi. Selain fokus penelitian ini, institut ini juga bekerja pada topik lintas disiplin ilmu seperti Peracikan Bahan Pengisi, Simulasi Pemrosesan dan Aplikasi, Termoplastik Tertaut Silang Radiasi, Pemrosesan Lembut, dan banyak lagi.

Sumber

[1] Lanzl, L., Wudy, K., Greiner, S., Drummer, D., SinteringSintering adalah proses produksi untuk membentuk bodi yang kuat secara mekanis dari serbuk keramik atau logam. Sintering Laser Selektif Poliamida Berisi Tembaga 12: Karakterisasi Sifat Serbuk dan Perilaku Proses, Komposit Polimer, pp. 1801-1809, 2019.