Comparison of activation technologies powder ECP-1 for the synthesis of products using SLS

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Development of methods for the synthesis of layer prototypes and finished products allows to introduce these technologies in various spheres of activity, ranging from mild to military industry and medicine. Of particular interest is the possibility of producing metal products with complex geometric shapes. Layer by layer laser sintering technology enable the use as a building material, metal powders, and mixtures thereof. The initial physical and chemical properties of powders determine the conditions and technological conditions under which will be a synthesis of the product. Such properties include particle size distribution, particle shape, melting point, thermal conductivity and others. During sintering of metal powders there is an effect of coagulation, which is bad for the quality of the sintered product. One way to change the initial properties of the powder, as well as change in the effect of coagulation is its pre-activation. This paper presents the results of experimental research, the influence of pre-activation of the powder brand ECP-1 (GOST standards 4960-09) to change its original properties. Shows the change porosity and mechanical strength of samples produced by selective laser sintering (SLS), depending on the method of activation of the powder. Activation of powder conducted gamma radiation radioactive isotope Co 60 and mechanically. The bulk density of the powder was determined by the «funnel». Changing the structure of the powder was determined on the metallographic microscope. The experimental samples were made on the technological of laser complex «VARISKAF-100M». The mechanical compressive strength was determined on a desktop universal testing system. Experimental results have shown that the mechanical activation significantly altered granulometric properties of the powder. The powder particles agglomerate plate-sizes up to 0.5 mm. The bulk density of the powder, which is activated by mechanical means, increases up to 35 % in the processing time of 1.5 min. and 45 % at 3 min. In consequence of the laser impact such processes as sintering of the powder particles and their complete fusion are observed. When activated by ionizing radiation structure and bulk density of the powder does not change. During sintering there is increased oxidation of the material and the shrinkage of the sample.

About the authors

A. A Saprykin

Yurga Institute of Technology, TPU Affiliate

Email: sapraa@tpu.ru
26, Leningradskaya st., Yurga, 652055, Russian Federation

A. V Gradoboev

Yurga Institute of Technology, TPU Affiliate

Email: Gradoboev1@mail.ru
26, Leningradskaya st., Yurga, 652055, Russian Federation

V. I Yakovlev

I.I. Polzunov Altai State Technical University

Email: anicpt@rambler.ru
46, Lenina avenue, Barnaul, Altai region, 656038, Russian Federation

E. A Ibragimov

Yurga Institute of Technology, TPU Affiliate

Email: egor83@list.ru
26, Leningradskaya st., Yurga, 652055, Russian Federation

E. V Babakova

Yurga Institute of Technology, TPU Affiliate

Email: babakova@tpu.ru
26, Leningradskaya st., Yurga, 652055, Russian Federation

References

  1. Харанжевский Е.В. Лазерный синтез поверхностных наноструктурных покрытий систем Al-C // Вестник Удмуртского университета. - 2011. - № 4-1. - С. 6-12.
  2. Kumar S., Kruth J.-P. Composites by rapid prototyping technology // Materials & Design. - 2010. - Vol. 31, iss. 2. - P. 850-856. - doi: 10.1016/j.matdes.2009.07.045.
  3. Direct selective laser sintering of iron-graphite powder mixture / K. Murali, A.N. Chatterjee, P. Saha, R. Palai, S. Kumar, S.K. Roy, P.K. Mishra, A.R. Choudhury // Journal of Materials Processing Technology. - 2003. - Vol. 136, iss. 1-3. - P. 179-185. - doi: 10.1016/S0924-0136(03)00150-X.
  4. Gibson I.B., Rosen D.W., Stucker B. Additive manufacturing technologies. Rapid prototyping to direct digital manufacturing. - New York, USA: Springer, 2009. - 459 p. - ISBN-10: 1441911197. - ISBN-13: 978-1441911193.
  5. Кузнецов В.Е. Системы быстрого изготовления прототипов и их расширения // CAD/CAM/CAE Observer. - 2003. - № 4 (13). - С. 2-7.
  6. Влияние механической активации металлических порошков на их реакционную способность и свойства плазменных покрытий / В.А. Полубояров, А.Е. Лапин, З.А. Коротаева, А.Н. Черепанов, О.П. Солоненко, Н.С. Коботаева, Е.Е. Сироткина, М.А. Корчагин // Химия в интересах устойчивого развития. - 2002. - Т. 10, № 1-2. - С. 219-225.
  7. Influence of mechanical activation on microstructure and crystal structure of sintered MgO-TiO2 system / S. Filipović, N. Obradović, V.B. Pavlović, S. Marković, M. Mitrić, M.M. Ristić // Science of Sintering. - 2010. - Vol. 42, iss. 2. - P. 143-151. - doi: 10.2298/SOS100518002F.
  8. Сапрыкина Н.А., Сапрыкин А.А., Яковлев В.И. Влияние механической активации металлических порошков на качество поверхностного слоя, полученного технологией послойного синтеза // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2012. - № 4 (57). - С. 108-110.
  9. Структура и физико-механические свойства спеченных материалов системы Fe-Si, полученных из механически активированных на воздухе порошков / Г.А. Дорогина, Э.С. Горкунов, Ю.В. Субачев, С.М. Задворкин, И.А. Кузнецов, Е.А. Туева, А.В. Долматов // Физика и химия обработки материалов. - 2011. - № 5. - С. 56-61.
  10. Ibragimov E.A., Saprykin A.A., Babakova E.V. Influence of laser beam machining strategy at SLS synthesis // Advanced Materials Research. - 2014. - Vol. 1040. - P. 764-767. - doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/AMR.1040.764' target='_blank'>www.scientific.net/AMR.1040.764.
  11. Saprykina N.А., Saprykin А.А. Engineering support for improving quality of layer-by-layer laser sintering // The 7th International Forum on Strategic Technology IFOST 2012, September 18-21, 2012. - Tomsk: TPU Press, 2012. - P. 129-132.
  12. ИСО 3923-1:2008. Порошки металлические. Определение насыпной плотности. Ч. 1. Метод с использованием воронки. - М.: Стандартинформ, 2012. - 5 с.
  13. Градобоев А.В., Суржиков А.П. Радиационная стойкость СВЧ приборов на основе арсенида галлия. - Томск: Изд-во ТПУ, 2005 - 277 с.
  14. Мамонтов А.П., Чернов И.П. Эффект малых доз ионизирующего излучения. - 2-е изд., перераб. и доп. - Томск: Дельтапдан, 2009. - 288 с.
  15. Ильин А.П. Развитие электровзрывной технологии получения нанопорошков в НИИ высоких напряжений при Томском политехническом университете // Известия Томского политехнического университета. - 2003. - Т. 306, № 1. - С. 133-139.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».