La poudre de tantale peut être réutilisée ou recyclée, ce qui peut réduire considérablement le prix des articles fabriqués avec du tantale en utilisant la fabrication additive. Cette étude a examiné la teneur en oxygène, la forme des particules, la densité apparente, la densité de tassement et la fluidité de la poudre de tantale tout au long du cycle pour évaluer les effets de la réutilisation de la poudre de tantale sur les caractéristiques des composants et des échafaudages en tantale. De plus, avec de la poudre de tantale réutilisée plus de 30 cycles, l'effet du temps de réutilisation sur les caractéristiques mécaniques des composants et des échafaudages en tantale produits par fusion sur lit de poudre par faisceau d'électrons (EB-PBF) a été examiné. Les résultats ont montré que la densité apparente, la densité tassée et la fluidité de la poudre de tantale ne variaient pas de manière significative à mesure que le nombre de cycles augmentait. Au cours de nombreuses réutilisations, la poudre est devenue moins sphérique et après 25 réutilisations, certaines particules présentaient une déformation évidente et un surface rugueuse. Cependant, après 15 cycles de réutilisation, la plasticité du tantale dense a diminué en raison d'une augmentation de la teneur en oxygène de la poudre de tantale, et certains microdéfauts possibles ont commencé à apparaître dans les échantillons de tantale fabriqués à l'aide du procédé EB-PBF. Cependant, le nombre d'utilisations dans la plage de recherche n'a eu aucun effet sur la résistance à la traction des composants denses en tantale.
Impact de la réutilisation sur les propriétés de la poudre
Avec l'augmentation du nombre de cycles de réutilisation, la teneur en oxygène de la poudre de tantale a augmenté. Le nivellement du substrat avant le procédé EB-PBF, ainsi que la procédure ultérieure de recyclage de la poudre, ont été les moments clés où la poudre a été exposée à l'air et la teneur en oxygène a augmenté. Les résultats de la figure 4 montrent qu'au cours de 30 cycles de réutilisation, la concentration en oxygène de la poudre de tantale a augmenté de 4,7 ppm par opération EB-PBF. En raison du chauffage et de la fusion des particules de tantale avec un faisceau d'électrons dans une atmosphère de vide poussé pendant le processus EB-PBF, la teneur en oxygène a augmenté progressivement.
aucune altération perceptible de la taille moyenne des particules après 30 réutilisations. Plusieurs causes expliquent la légère modification de la taille des particules avec l'augmentation des cycles de réutilisation, notamment : le nombre de petites particules a été réduit en raison de la faible épaisseur de la couche (50 um) et du raclage de la poudre grossière ; le nombre de grosses particules a augmenté en raison des éclaboussures, de l'adhérence et de la refusion ; et le nombre de petites particules a été diminué en raison de la fusion préférentielle des particules de poudre à grains fins. En conséquence, la taille des particules n'a augmenté que légèrement. La taille moyenne des particules était inférieure après réutilisation car les grosses particules étaient éliminées et les particules de poudre adhérentes étaient séparées. Les altérations D10, D50 et D90 de la poudre de tantale ont toutes suivi le même schéma pendant tout le processus EB-PBF, d'où la taille des particules. la distribution a à peine changé et la distribution originale des particules a été préservée.
Le substrat a été chauffé avec un faisceau d'électrons à 700 degrés avant la procédure EB-PBF. Le lit de poudre a ensuite été maintenu à une température supérieure à 660 degrés pendant la durée de la procédure EB-PBF. La rugosité et la déformation modestes de la surface des particules de tantale ont donc été anticipées, en particulier pendant le processus EB-PBF, qui s'est prolongé. De plus, au cours du processus EB-PBF, certaines particules à proximité des composants de construction ont été chauffées à une température élevée, ce qui pouvait entraîner une déformation visible des particules et une rugosité de surface. Au cours du processus de récupération, les jets d'air à haute pression ont créé des zones concaves à la surface des particules de poudre. certaines de ces caractéristiques. En particulier, les défauts ont mis plus de temps à se manifester que dans la poudre Ti-6Al-4V après 25 cycles de réutilisation [15, 19]. Avec plus de cycles de réutilisation de poudre, il est prévu qu'il y aurait plus de défauts de surface, ce qui augmentera la rugosité de surface et la distorsion des particules.
Conclusion 1. Après 30 itérations du procédé EB-PBF, la teneur en oxygène de la poudre de tantale est passée de 0.004 à 0.018 % en poids. Après plusieurs cycles de réutilisation, la fluidité, la taille des particules, la densité apparente et la densité tassée de la poudre de tantale n'ont pas changé de manière significative.
2. Après 20 cycles de réutilisation, les particules de poudre de tantale étaient sphériques et avaient une surface lisse. Après plus de 25 réutilisations, une légère déformation de la forme des particules a été remarquée, et pendant le processus EB-PBF, les grandes et les petites particules ont fusionné.
