El polvo de tantalio se puede reutilizar o reciclar, lo que puede reducir significativamente el precio de los artículos fabricados con tantalio mediante la fabricación aditiva. Este estudio analizó el contenido de oxígeno, la forma de las partículas, la densidad aparente, la densidad del grifo y la fluidez del polvo de tantalio a lo largo del ciclo para evaluar los efectos de la reutilización del polvo de tantalio en las características de los componentes y andamios de tantalio. Además, con polvo de tantalio reutilizado más de 30 ciclos, se examinó el efecto del tiempo de reutilización en las características mecánicas de los componentes y andamios de tantalio producidos por fusión de lecho de polvo de haz de electrones (EB-PBF). Los hallazgos mostraron que la densidad aparente, la densidad del grifo y la fluidez del polvo de tantalio no variaron significativamente a medida que aumentó el número de ciclos. Durante muchas reutilizaciones, el polvo se volvió menos esférico y después de 25 reutilizaciones, algunas partículas tenían una deformación evidente y una superficie áspera. Sin embargo, después de 15 ciclos de reutilización, la plasticidad del tantalio denso disminuyó debido a un aumento en el contenido de oxígeno del polvo de tantalio, y algunos posibles microdefectos comenzaron a aparecer en las muestras de tantalio fabricadas con el proceso EB-PBF. Sin embargo, el número de usos dentro del rango de investigación no tuvo ningún efecto sobre la resistencia a la tracción de los componentes densos de tantalio.
El impacto de la reutilización en las propiedades del polvo
Con un aumento en la cantidad de ciclos de reutilización, aumentó el contenido de oxígeno del polvo de tantalio. La nivelación del sustrato antes del proceso EB-PBF, así como el posterior procedimiento de reciclaje del polvo, fueron los momentos clave en los que el polvo estuvo expuesto al aire y el contenido de oxígeno aumentó. Los resultados de la figura 4 muestran que durante el transcurso de 30 ciclos de reutilización, la concentración de oxígeno del polvo de tantalio aumentó en 4,7 ppm por operación de EB-PBF. Debido a que las partículas de tantalio se calientan y funden con un haz de electrones en una atmósfera de alto vacío durante el proceso EB-PBF, el contenido de oxígeno aumentó gradualmente.
ninguna alteración perceptible en el tamaño de partícula promedio después de 30 reutilizaciones. Hay varias causas para el ligero cambio en el tamaño de las partículas con el aumento de los ciclos de reutilización, que incluyen: La cantidad de partículas pequeñas se redujo debido al espesor de la capa delgada (50 m) y al raspado del polvo grueso; el número de partículas grandes aumentó debido a salpicaduras, adhesión y refundición; y el número de partículas pequeñas disminuyó debido a la fusión preferencial de las partículas de polvo de grano fino. Como resultado, el tamaño de partícula aumentó sólo marginalmente. El tamaño de partícula promedio fue menor después de la reutilización porque las partículas grandes se filtraron y las partículas de polvo adheridas se separaron. Las alteraciones D10, D50 y D90 del polvo de tantalio siguieron el mismo patrón durante todo el proceso EB-PBF, por lo tanto, el la distribución apenas cambió y se conservó la distribución original de partículas.
El sustrato se calentó con un haz de electrones a 700 grados antes del procedimiento EB-PBF. A continuación, el lecho de polvo se mantuvo a una temperatura superior a 660 grados durante la duración del procedimiento EB-PBF. Por lo tanto, se anticipó la modesta rugosidad y deformación de la superficie de las partículas de tantalio, especialmente durante el prolongado proceso EB-PBF. Además, durante el proceso EB-PBF, algunas partículas cerca de los componentes de construcción se calentaron a una temperatura alta, lo que podría provocar que las partículas mostraran una deformación visible y una superficie rugosa. Durante el proceso de recuperación, los chorros de aire a alta presión crearon áreas cóncavas en la superficie de las partículas de polvo. Algunas de estas características. En particular, las fallas tardaron más en manifestarse que en el polvo de Ti-6Al-4V después de 25 ciclos de reutilización [15, 19]. Con más ciclos de reutilización de polvo, se anticipa que habrá más fallas en la superficie, lo que aumentará la rugosidad de la superficie y la distorsión de las partículas.
Conclusión 1. Después de 30 iteraciones del proceso EB-PBF, el contenido de oxígeno del polvo de tantalio aumentó de 0.004 a 0.018 por ciento en peso. Después de varios ciclos de reutilización, la fluidez del polvo de tantalio, el tamaño de las partículas, la densidad aparente y la densidad compactada no se alteraron significativamente.
2. Después de 20 rondas de reutilización, las partículas de polvo de tantalio eran esféricas y tenían una superficie lisa. Después de más de 25 reutilizaciones, se notó una ligera deformación en la forma de las partículas y, durante el proceso EB-PBF, las partículas grandes y pequeñas se fusionaron.
