MODELING OF 3-D PRINTING USING NON-SPHERICAL HYDROGENATED - DEHYDROGENATED TITANIUM POWDERS
Keywords:
additive technologies, titanium powder, shape, layer, laser, sintering, structure, propertiesAbstract
The purpose of research was to determine the possibility of using non-spherical titanium powders of irregular shape for additive technologies. Methodology: modeling of layering of a part was carried out by technology, similar to selective sintering technology. Powder brand PT was used as a raw material, that was obtained by mechanical crushing of titanium sponge TG100 and subsequent sieving by fractions. Powder with a fraction of 50...150 ^m was chosen for research. It was previously hydrogenated and dehydrogenated with a view to cleaning of contaminants, sealing its structure and bringing it closer to a spherical shape for modeling the 3-D printing process by SLS technology (Selective Laser Sintering). The pulsed laser with emission power of 900 W/s at a frequency of 20 Hz exposure (continuous exposure) was used as a source of energy for the sintering powder particles with each other. Findings: in the study of the obtained samples there was found that the thickness of the layers obtained in the first case was 200...300 ^m and in the second case 50...100 ^m. When the thinner layer was used for the construction of parts the resulting structure is characterized by a higher density and a lack of pores that will positively affect the properties of the parts obtained by layering methods. Originality: the regularities of formation of structure in the deposited layer during laser fusion technology similar to SLS using hydrogenated and dehydrogenated experimental titanium powders were found. The practical value of the research cosnsists in the posibility of using less expensive titanium powders with irregular shape of the powder particles in additive technologies, instead of spherical powders, which are being used today, which will significantly reduce manufacturing costs while maintaining the properties of the resulting parts.
References
Бережко П.Г. Гидрирование титана и циркония и термическое разложение их гидридов / П.Г. Бережко,А.И. Тарасов, А.А. Кузнецов [и др.] // Альтернативная энергетика и экология. - 2006. - №11. - С. 47 — 56.
P. Berezhko Hydrogenation of titanium and zirconium and their hydrides thermal decomposition / P. Berezhko, A. Tarasov, A. Kyznetsov [and others] // Alternative energy and Ecology. - 2006. - №11. - P. 47 — 56.
Балака Е.В. Основные факторы влияния на процесс формообразования деталей с помощью технологий послойного выращивания (rapid prototyping) / Е.В. Балака // Високі технології в машинобудуванні. - 2011. - №1. - С. 29— 36.
E. Balaka Major factors of influebce on forming process of details by rapid prototyping (RP) technology / E. Balaka // High technologies of machine-building. - 2011. - №1. - P. 29 — 36.
Волхноский А.Е. Методы изготовления прототипов и деталей агрегатов различных изделий промышленности с помощью аддитивных технологий / А.Е. Волхонский, К.В. Дудков // Образовательные технологии. — 2014. — №1. — С. 127 — 143.
Volkhonskiy A. E., Dudkov K.V. Metody izgotovleniya prototipov i detaley agregatov razlichnih izdeliy promyshlennosti s pomoschyu additivnykh tekhnologiy [Methods of prototyping of various units and parts of industrial products using additive technologies]. Obrazovatelnye tekhnologii [Educational technologies], 2014, No.1, pp 127143.
Дежина И.Г. Публичный аналитический доклад по направлению «Новые производственные технологии» [Электронный ресурс]: Дежина И.Г., Пономарев А.К., Фролов А.С. и др. — Сколковский институт науки и технологий. — 2015 —Режим доступа:https://reestr.extech.ru/docs/analytic/reports/new%20technologi es2015.pdf
Dezhina I.G. Publichniy analiticheskiy doklad po napravleniyu “Novye proizvodstvennye tekhnologii” [Public analytical report on the subject "New production technologies"] [Electronic resource]: Dezhina I.G., Ponomaryov A.K., Frolov A.S. and others, Skolkovskiy institut nauki i tekhnologiy [Skolkovo Institute of Science and Technology], 2015, Access mode:https://reestr.extech.ru/docs/analytic/reports/new%20technologies2015.pdf
Довбыш В.М. Аддитивные технологии и изделия из металла / В.М. Довбыш, П.В. Забеднов, М.А. Зленко // Библиотечка литейщика. — 2014. — № 9. —С. 14 — 71.
Dovbysh V.M., Zabednov P.V., Zlenko M.A. Additivnye tekhnologii i izdeliya iz metalla [Additivetechnologies and metal products]. Bibliotechka liteyschika [Library of caster], 2014, Issue 9, pp 14-71.
Єршова О.Г. Дослідження процесів гідрування- дегідрування титанового дроту / О.Г. Єршова // Фізика і хімія твердого тіла. - 2011. - №3. - С. 785 — 790.
О. Ershova The investigation of Hydrogenation / dehydrogenation process of Ti-wire / O. Ershova // Physics and chemistry of solid state. - 2011. - №3. - P. 785 — 790.
Зленко М.А. Аддитивные технологии в машиностроении / Зленко М.А., Попович А.А., Мутылина И.Н. — Санкт-Петербург: Издательство политехнического университета, 2013. — 221 с.
Zlenko. M.A., Popovich A.A., Mutylina I.N. Additivnye tekhnologii v mashinostroenii [Additive technologies in mechanical engineering]. Saint Petersburg, Polytechnic University Publ., 2013. 221 p.
Івасишин О.М. Поверхневі явища при нагріванні порошку гідриду титану / О. М. Івасишин, О.Б. Бондарчук, М.М. Гуменяк, Д.Г. Саввакін // Фізика і хімія твердого тіла.— 2011. — Т. 12, №4. — С. 900 — 907.
Ivasishyn O.M., Bondarchuk O.B., Gumenyak M.M., Savvakin D.G. Poverkhnevi yavischa pry nagrivanni poroshku gidrydu tytanu [Surface phenomena by heating titanium hydride powder]. Phizyka i khimiya tverdogo tila [Physics and Chemistry of Solids], 2011, Vol. 12, Issue 4, pp 900-907.
Ивасишин О.М Производство титановых сплавов и деталей экономичным методом порошковой металлургии для широкомасштабного промышленного применения /О.М. Ивасишин, Д.Г. Саввакин, К.А. Бондарева [и др.] // Наука та ьінновації. - 2005. - №2. - С. 44 — 57.
О. Ivasishin Production of titanium alloy and parts of economical method of powder metallurgy for large-scale industrial application / O. Ivasishin, D. Savvakin, K. Bondareva [and others] // Science and Innovation. - 2005. - №2. - P. 44 — 57.
ASM International Handbook Committee ASM Handbook, Vol. 7: Powder metal technologies and applications, In: P.W. Lee, Y. Trudel, R. Iacocca and others, editors. Powder metal technologies and applications, ASM International, 1998, ISBN-13: 978-0871703873
Bin xiao Partial melting and resolidification of metal powder in selective laser sintering / Bin Xiao and Yuwen Zhang // Jjournal of thermophysics and heat transfer. - 2006. - Vol. 20, No. 3. - Р. 439 - 448.
Cokmak G. The processing of Mg-Ti for hydrogen storage; mechanical milling and plasma synthesis / G. Cokmak, Z. Karoly, I. Mohai, T. Ozturk, J. Szepvolgui // International journal of hydrogen energy. - 2010. - №35. - P. 118 - 125.
D.D. Gu Laser Additive manufacturing of metallic components: materials, processes and mechanisms [Electronic resource] : Journal article / D. D. Gu, W. Meiners, K. Wissenbach, R. Poprawe / International Materials Reviews 57, 2012, No.3, pp.133-164 ISSN: 0950-6608, Access mode: http://www.maneyonline.com/doi/full/10.1179/1743280411Y.0000000014
Wei-Chin Huang Microstructure-controllable laser additive manufacturing process formetal products / Wei-Chin Huang, Chuan-Sheng Chuang,Ching-Chih Lin, Chih-Hsien Wu, De-Yau Lin, Sung-Ho Liu, Wen-Peng Tseng, Ji-Bin Horng // Physics Procedia 8th International Conference on Laser Assisted Net Shape Engineering LANE 2014, Vol. 56, 2014, pp 58-63.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Редакція Видання категорично засуджує прояви плагіату в статтях та вживає всіх можливих заходів для його недопущення. Плагіат розглядається як форма порушення авторських прав і наукової етики.
При виявлені у статті більш ніж 25% запозиченого тексту без відповідних посилань та використання лапок, стаття кваліфікується як така, що містить плагіат. У цьому випадку стаття більше не розглядається редакцією, а автор отримує перше попередження.
Автори, в статтях яких повторно виявлено плагіат, не зможуть публікуватися в усіх журналах Видавництва ДВНЗ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури».
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
