18.01.2021 by Dennis Glinski, Wilo SE, Dr. Natalie Rudolph
Wilo: Performanță mai bună cu componente imprimate 3D cu fibre ranforsate
Wilo SE este un producător mondial de pompe și sisteme de pompe pentru servicii de construcții, întregul lanț de gestionare a apei și industrie. Nu este surprinzător faptul că Wilo lucrează cu tehnologii de ultimă oră, cum ar fi fabricarea aditivă. Aflați cum utilizează NETZSCH DSC 214 Polyma pentru a înțelege comportamentul termic al noilor materiale alese.
Wilo SE este un producător mondial de pompe și sisteme de pompe pentru servicii de construcții, întregul lanț de gestionare a apei și industrie. Wilo are o lungă istorie de inovații de succes bazate pe o bază solidă de cunoștințe și pe simțul cerințelor viitoare ale tehnologiei și pieței. Acest lucru necesită un accent puternic pe cercetare și dezvoltare, precum și cele mai bune echipamente pentru a face treaba.
Nu este surprinzător faptul că Wilo lucrează cu tehnologii de ultimă oră, cum ar fi fabricarea aditivă, numită și imprimare 3D, pentru a dezvolta produsele de mâine. Într-un proiect, utilizează Sinterizarea selectivă cu laser (SLS), care este cunoscută pentru producerea de piese din polimeri structurali de înaltă calitate cu geometrii complexe, structuri interne și pereți subțiri. Producția fără scule, fără pierderi de material, scurtarea proceselor de dezvoltare, precum și proprietățile mecanice comparabile cu cele ale pieselor turnate prin injecție fac din SLS o alternativă potrivită pentru multe piese de prelucrat și chiar pentru ansambluri întregi. Mai mult, unele geometrii goale sunt de fapt fezabile numai cu un proces de fabricație aditivă pe bază de pulbere.
Procesul SLS utilizează un laser pentru a topi local small particule de pulbere polimerică pentru a forma un strat omogen și acest lucru se repetă strat cu strat până când întreaga piesă este topită. Camera de construcție din jur menține materialul la temperaturi ridicate pentru a împiedica cristalizarea până când întreaga piesă este gata. Abia apoi piesa este răcită. Astfel, comportamentul precis de Temperaturile și entalpiile de topireEntalpia de fuziune a unei substanțe, cunoscută și sub denumirea de căldură latentă, este o măsură a aportului de energie, de obicei căldură, care este necesară pentru a transforma o substanță din stare solidă în stare lichidă. Punctul de topire al unei substanțe este temperatura la care aceasta își schimbă starea din solid (cristalin) în lichid (topitură izotropică). topire și CristalizareCristalizarea este procesul fizic de întărire în timpul formării și creșterii cristalelor. În timpul acestui proces, căldura de cristalizare este eliberată.cristalizare al pulberii polimerice trebuie să fie cunoscut pentru a defini setările procesului pentru un anumit material.
Pentru a dezvolta noi materiale care să aibă toate proprietățile necesare pentru un nou produs, acest comportament termic trebuie înțeles.
NETZSCH DSC214Polymafurnizat soluția
Toate noile opțiuni de materiale cu și fără armătură din fibre au fost caracterizate utilizând un NETZSCH DSC 214 Polyma prin efectuarea de măsurători dinamice de la temperatura camerei la 70 K peste temperatura de Temperaturile și entalpiile de topireEntalpia de fuziune a unei substanțe, cunoscută și sub denumirea de căldură latentă, este o măsură a aportului de energie, de obicei căldură, care este necesară pentru a transforma o substanță din stare solidă în stare lichidă. Punctul de topire al unei substanțe este temperatura la care aceasta își schimbă starea din solid (cristalin) în lichid (topitură izotropică). topire, utilizând o rată de încălzire și răcire de 20 K/min. Graficul rezultat și fereastra procesului sunt reprezentate în figura 1. Histerezisul dintre începutul topirii și începutul cristalizării este mai mic decât pentru PA12 utilizat în mod obișnuit. Aceasta înseamnă că fereastra procesului este de numai aproximativ 20 K, comparativ cu aproximativ 30 K pentru PA12.
Figura 2 arată efectul fibrelor de sticlă și de carbon asupra debutului cristalizării. Ambele fibre (albastru: CF, verde: GF) acționează ca locuri de nucleare și deplasează începutul cristalizării la temperaturi mai ridicate, ceea ce face ca fereastra procesului să fie și mai îngustă. Acest lucru este important pentru identificarea celei mai potrivite temperaturi de construcție și necesită multă expertiză în optimizarea procesului. Pentru temperaturi apropiate de începutul topirii, pulberile solide din jur încep să se sinterizeze pe piesa fierbinte, topită. Acest efect se numește creștere laterală. Pentru temperaturi apropiate de începutul cristalizării, deformarea poate fi o problemă. Aceasta se numește adesea curbare. O explicație pentru diferența în ceea ce privește debutul cristalizării între fibrele de sticlă și fibrele de carbon ar putea fi raportul suprafață/volum al celor două fibre diferite. Având în vedere că diametrul fibrelor de carbon este de aproximativ 7 µm, iar cel al fibrelor de sticlă utilizate este de aproximativ 11 µm, fibrele de carbon oferă o suprafață puțin mai mare pentru a acționa ca situri de nucleare pentru același conținut de volum în amestec.
În cazul în care histerezisul dintre temperatura de Temperaturile și entalpiile de topireEntalpia de fuziune a unei substanțe, cunoscută și sub denumirea de căldură latentă, este o măsură a aportului de energie, de obicei căldură, care este necesară pentru a transforma o substanță din stare solidă în stare lichidă. Punctul de topire al unei substanțe este temperatura la care aceasta își schimbă starea din solid (cristalin) în lichid (topitură izotropică). topire și temperatura de CristalizareCristalizarea este procesul fizic de întărire în timpul formării și creșterii cristalelor. În timpul acestui proces, căldura de cristalizare este eliberată.cristalizare a unui material de interes este foarte mare small, se pot efectua studii de CristalizareCristalizarea este procesul fizic de întărire în timpul formării și creșterii cristalelor. În timpul acestui proces, căldura de cristalizare este eliberată.cristalizare izotermă pentru a analiza rata de CristalizareCristalizarea este procesul fizic de întărire în timpul formării și creșterii cristalelor. În timpul acestui proces, căldura de cristalizare este eliberată.cristalizare mai detaliat sau pentru a compara diferite amestecuri cu proprietăți similare pentru select cel mai bun.
“DSC 214 Polyma este ușor de utilizat și ne-a furnizat toate datele relevante pentru a produce cu succes piese folosind noile pulberi. Împreună cu cunoștințele dobândite în urma discuțiilor cu specialiștii în aplicații de la NETZSCH, am putut să select cele mai potrivite materiale pentru continuarea activității noastre de dezvoltare”
Doriți să aflați mai multe despre caracterizarea pulberilor SLS?
În articolele anterioare, am abordat următoarele subiecte:
Despre Wilo Group
Grupul Wilo este unul dintre cei mai importanți furnizori premium de pompe și sisteme de pompare din lume pentru serviciile de construcții, gestionarea apei și sectoarele industriale. Soluțiile inovatoare, produsele inteligente și serviciile individuale ale companiei transportă apa într-un mod inteligent, eficient și ecologic. De asemenea, aduce o contribuție importantă la protecția climei prin intermediul unei strategii de durabilitate și în colaborare cu partenerii (sursă).