金屬3D打印粉末進(jìn)料速度對(duì)超聲波振動(dòng)篩的影響

南極熊導(dǎo)讀：要想用好3D打印機(jī)，制造出優(yōu)質(zhì)的金屬零件，粉末篩分是其中一個(gè)重要工藝環(huán)節(jié)。

作者：魏放（江蘇威拉里工程師）

超聲波振動(dòng)篩是3D打印粉末篩分最重要的設(shè)備之一，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定，廣泛引用于粉末相關(guān)行業(yè)。對(duì)于超聲波振動(dòng)篩而言，最重要的是篩分效率，提高篩分效率可以大幅提高良品率，減少粉末批次間的波動(dòng)。影響篩分效率的因素諸多，本文以模具鋼為例，分析進(jìn)料速率對(duì)超聲波振動(dòng)篩分效率的影響。

圖1 不同電磁給料速度下篩分時(shí)間和重量變化圖

圖1不同進(jìn)料速度下篩分時(shí)間和重量變化圖。由圖可知，隨著進(jìn)料速度的增加，篩分完成時(shí)間逐漸降低，+105μm粒度段的重量不斷增加，而45-105μm段粒度不斷減少。雖然提高了進(jìn)料速度，但是篩網(wǎng)振動(dòng)的強(qiáng)度沒有增加，物料被拋起的高度和強(qiáng)度保持不變。進(jìn)料速度的增加使得進(jìn)料量加大，但是當(dāng)物料超過(guò)一定量時(shí)，物料層太厚，物料顆粒間不易松散，堵塞篩孔，料層上部的顆粒難以通過(guò)篩孔，因此，+150μm粒度段的重量明顯增加。隨著進(jìn)料速度的增加，45-105μm、15-53μm和-25μm粒度段的重量均減少。由于透過(guò)上層篩網(wǎng)的物料減少，相應(yīng)的其余粒度段的重量也會(huì)相應(yīng)的降低。

圖2為不同進(jìn)料速度下粒徑分布圖。隨著進(jìn)料速度的增加，粉末粒度D10數(shù)值不斷升高，D90數(shù)值不斷降低。當(dāng)頻率超過(guò)某一值時(shí)，D10、D90均已超過(guò)合格產(chǎn)品粒度要求范圍值。進(jìn)料速度的增加，導(dǎo)致物料之間碰撞的概率增加，團(tuán)聚在一起的顆粒被撞開成分開的小顆粒，顆粒間較容易松散，大小顆粒間較更加容易分層。但是，進(jìn)料速度增加也會(huì)導(dǎo)致篩網(wǎng)的堵篩，顆粒較大的物料被上層篩網(wǎng)阻隔，透過(guò)篩網(wǎng)的顆粒粒度變細(xì)。

圖2 不同電磁給料速度下粒徑分布圖

綜上所述，當(dāng)進(jìn)料速度較小時(shí)，篩分時(shí)間較長(zhǎng)，篩分效率較低。隨著進(jìn)料速度增加，篩分完成時(shí)間逐漸降低。但是，當(dāng)電進(jìn)料速度超過(guò)某一值時(shí)，粒度值D10、D90均超過(guò)規(guī)定范圍值