精密標準ふるいは、積層造形用材料の重要な品質管理メカニズムとして機能します。 Inconel 625/TiB2複合粉末の場合、これらのふるいは多段階の分類プロセスで使用され、特に150 µmと50 µmのメッシュスクリーンを利用して、50～150 µmの範囲内の粒子を厳密に分離します。この物理的な標準化は、ダイレクトレーザーデポジション（DLD）装置における粉末供給ノズルの安定した動作を保証するための主要な前提条件です。
コアの要点：精密ふるい分けの重要性は、プロセスの安定性にあります。特定の粒子径分布（50～150 µm）を厳格に適用することで、供給ノズルを通る粉末の一貫したフローを確保し、詰まりを防ぎ、製造プロセス中の高い堆積効率を保証します。
サイズ分類のメカニズム
ターゲット範囲の分離
Inconel 625/TiB2の要求仕様を満たすには、多段階のスクリーニングアプローチが必要です。
特定のメッシュの役割
150 µmスクリーンを使用して粗粒子を除去し、50 µmスクリーンを使用して微粉を除去することにより、狭い範囲の粉末を抽出します。この「中間」画分は、使用する特定の装置に必要な最適なバランスを表します。
DLDが精度を必要とする理由
粉末供給の安定化
ふるい分けの最も直接的な影響は、ハードウェア自体にあります。ダイレクトレーザーデポジション（DLD）は、溶融池に粉末を供給するために同軸ノズルに依存しています。
一貫したフローの確保
粒子が大きすぎると、ノズルでブリッジしたり詰まったりする可能性があります。小さすぎると、摩擦や静電気により塊になる可能性があります。50～150 µmの範囲を使用することで、粉末は流体のように振る舞い、供給システムを安定して流れることが保証されます。
堆積効率の最大化
安定したフローは、高い堆積効率に直接つながります。ノズルが予測可能な量の材料を供給すると、レーザーはそれを効果的に溶融でき、材料の無駄とビルド時間を削減します。
粒子サイズによる熱的影響
均一な溶融の達成
機械的なフローを超えて、粒子サイズは熱挙動を決定します。主な参照はDLDに焦点を当てていますが、熱噴霧の文脈からの原則は、制御されたサイズ範囲が不完全な溶融を防ぐことを強調しています。
酸化の防止
大きすぎる粒子は、熱源にさらされる時間が短いため、完全に溶融しない可能性があります。逆に、小さすぎる粒子（微粉）は、表面積対体積比が高くなります。
材料純度の制御
微粉を除去しない場合、加熱プロセス中に過度の酸化を起こしやすくなります。したがって、精密ふるい分けは、最終的な堆積層の化学的完全性を保護する役割を果たします。
トレードオフの理解
収率対品質
50～150 µmの範囲に厳密にふるい分けると、必然的に材料損失が発生します。「オーバーサイズ」と「微粉」は拒否されるため、初期の粉砕プロセスからの使用可能な粉末の総収率が低下します。
処理時間
精密ふるい分けは時間のかかるステップです。より細かいスクリーン（50 µmなど）を使用すると、生産速度が低下し、高品質の材料の必要性に対して管理する必要があるボトルネックが生じます。
目標に合わせた適切な選択
Inconel 625/TiB2アプリケーションを最適化するには、ふるい分け戦略を装置の特定の許容範囲に合わせてください。
- 主な焦点がダイレクトレーザーデポジション（DLD）である場合：ノズル詰まりを防ぎ、安定した材料供給率を確保するために、50～150 µmの範囲に厳密に従ってください。
- 主な焦点が熱噴霧/火炎噴霧である場合：充填密度と熱伝達のバランスをとるために、150～300メッシュなどの異なる範囲が必要になる場合があります。
- 主な焦点がコーティング結合強度である場合：均一な溶融を確保するために狭い分布を優先してください。これは、製造の初期結合強度に直接相関します。
最終的に、精密ふるい分けは、粉砕された原材料を使用可能なエンジニアリング材料に変換する基本的なステップです。
概要表：
| 特徴 | 仕様/要件 | DLDプロセスへの影響 |
|---|---|---|
| ターゲットサイズ範囲 | 50 µm～150 µm | 流体のような粉末フローを確保し、ノズルブリッジを防ぎます。 |
| 使用するスクリーンメッシュ | 150 µm（上部）および50 µm（下部） | 粗粒子と微粉を除去して狭い分布にします。 |
| フロー安定性 | 高い一貫性 | 詰まりを防ぎ、均一な堆積効率を保証します。 |
| 熱制御 | 均一な溶融 | 不完全な溶融を最小限に抑え、微粉の酸化を低減します。 |
| 収率管理 | 管理された拒否 | 材料純度と材料回収率のバランスをとります。 |
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参考文献
- Vladimir Promakhov, Anton Perminov. Inconel 625/TiB2 Metal Matrix Composites by Direct Laser Deposition. DOI: 10.3390/met9020141
この記事は、以下の技術情報にも基づいています Kintek Solution ナレッジベース .
