Fabricação Aditiva por Binder Jetting: Efeito da Distribuição do Tamanho das Partículas na Densidade

Resumo Este artigo relata um estudo sobre os efeitos da distribuição do tamanho das partículas (ajustada pela mistura de pós de diferentes tamanhos) na densidade de um pó compactado densamente, densidade do leito de pó e densidade sinterizada na fabricação aditiva por binder jetting. Um modelo analítico foi usado primeiro para estudar a densidade de empacotamento da mistura. Os resultados analíticos mostraram que misturas multimodais (bimodais ou trimodais) poderiam alcançar uma densidade de empacotamento maior do que os pós componentes e havia uma fração de mistura ótima para atingir a máxima densidade de empacotamento da mistura. Tanto uma relação de tamanho de partículas do componente menor (fino para grosso) quanto uma relação maior de densidade de empacotamento dos componentes (fino para grosso) levaram a uma maior densidade máxima de empacotamento da mistura. Existiu um limite para a relação de densidade de empacotamento dos componentes, abaixo do qual o método de mistura não era eficaz para a melhoria da densidade. Sua relação com a relação de tamanho de partículas do componente foi calculada e plotada. Além disso, a dependência da fração de mistura ótima e da máxima densidade de empacotamento da mistura em relação à relação de tamanho de partículas do componente e à relação de densidade de empacotamento do componente foi calculada e plotada. Esses gráficos podem ser usados como ferramentas teóricas para selecionar parâmetros para o método de mistura. Os resultados experimentais da densidade de tap confirmaram as previsões analíticas mencionadas. Além disso, medições experimentais mostraram que pós com distribuições de tamanho de partículas multimodais atingiram uma densidade de tap, densidade do leito de pó e densidade sinterizada mais altas na maioria dos casos.