Μελέτη των συνθηκών πυροσυσσωμάτωσης κόνεων ανοξείδωτου χάλυβα 316L σε δείγματα 3Δ εκτύπωσης
Creators: name: Φαραζάς, Αλέξανδρος Μιχαήλ
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2020
Subjects: 3Δ εκτύπωση
Νήματα
Κόνεις χάλυβα
3D printing
Filaments
Steel powders

description: Στην παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιήθηκε μελέτη των συνθηκών πυροσυσσωμάτωσης κόνεων ανοξείδωτου χάλυβα 316L σε δείγματα τρισδιάστατης εκτύπωσης. Τα δείγματα δημιουργήθηκαν μέσω προσθετικής κατασκευής με την μέθοδο της εξώθησης υλικού σε μορφή νήματος το οποίο αποτελούνταν από σωματίδια ανοξείδωτου χάλυβα, πολύ(γαλακτικό) οξύ και επιφανειοδραστικούς παράγοντες. Το πολύ(γαλακτικό) οξύ αν και αφαιρείται δύσκολα προσφέρει καλή ποιότητα εκτύπωσης και μεγάλη ευκολία διαχείρισης. Οι παράμετροι που μελετήθηκαν χωρίστηκαν σε 3 κατηγορίες που αφορούσαν την κατεργασία των δειγμάτων πριν την θέρμανση, την θερμοκρασία και την ατμόσφαιρα θέρμανσης καθώς και την αλληλεπίδραση με βοηθητικά υλικά κατά την πυροσυσσωμάτωση. Συγκεκριμένα οι κατεργασίες πριν την θέρμανση περιελάμβαναν την πλήρη λείανση των δειγμάτων και την τοποθέτησή τους σε ισοπροπυλική αλκοόλη και σε ξηραντήριο για διάφορα χρονικά διαστήματα. Επίσης μελετήθηκαν διάφοροι θερμοκρασιακοί κύκλοι με διαφορετικούς ρυθμούς θέρμανσης, διαφορετική μέγιστη θερμοκρασία και χρόνο παραμονής σε αυτή, σε ατμόσφαιρα υψηλής και μέτριας περιεκτικότητας σε αδρανές αέριο αργόν. Τέλος παρατηρήθηκε αν υπάρχει διαφοροποίηση των αποτελεσμάτων εξαιτίας της πλήρους κάλυψης του δείγματος με αλουμίνα ή της άσκησης μηχανικής πίεσης σε αυτό κατά την διάρκεια της πυροσυσσωμάτωσης. Όπως αναλυτικά αναπτύσσεται στο πειραματικό μέρος της διπλωματικής εργασίας τα αποτελέσματα έδειξαν ότι απαιτείται αρχική λείανση του δείγματος, χαμηλός ρυθμός θέρμανσης στις χαμηλές θερμοκρασίες για την ηπιότερη αφαίρεση του πολυμερικού υλικού, αδρανής ατμόσφαιρα και παρουσία αλουμίνας για την δημιουργία προστατευτικού περιβάλλοντος ενώ η άσκηση θλιπτικής μηχανικής πίεσης μειώνει την διόγκωση και το πορώδες του τελικού μεταλλικού αντικειμένου
description: The present thesis was a study of the sintering conditions of 316L stainless steel powders in 3D printing samples. The specimens were made with additive manufacturing by the method of material extrusion with filament consisting of stainless steel particles, poly (lactic acid) and surfactants. Although poly(lactic) acid is difficult to remove, it offers good print quality and ease of handling. The parameters that were studied were divided into 3 categories concerning the treatment of the samples before heating, the temperature and the heating atmosphere as well as the interaction with auxiliary materials during the sintering process. Specifically, pre-heating treatments included thoroughly grinding the specimens and placing them in isopropyl alcohol and in dryer for various periods. Also, various temperature cycles were studied with different heating rates, different maximum temperature and residence time in an atmosphere of high and medium content in inert argon gas. Finally, it was observed whether the results varied due to the full coverage of the sample with alumina or by applying mechanical pressure to it during sintering. As referred in the experimental part of the thesis, the results showed that the required conditions were the initial grinding of the sample, low heating rate at low temperatures to mildly remove the polymeric material, inert atmosphere and presence of alumina to create a protective environment while mechanical compression force reduces swelling and porosity of the finished metal object