PowderGenetics® 增材制造的 “指纹”基础
增材制造的“指纹”基础
PowderGenetics 是由 IABG 发明的 、 用于金属和陶瓷粉末材料的粉末表征流程 。通过对少量粉末 20 50 g) 采取四种观察方法 可以定性定量地获悉基本粉末 属性 。
所有方法相互依存, 允许出于相关性目的交叉关联特征属性 。
凭借结果可靠性和制造工艺转化性, PowderGenetics 是可持续粉末表征的整体方 法 。 通过纳入 AM 数据库 PowderGenetics 成为增材制造价值链中实现优化 、 关 联和稳定的基础 。
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Powder characterisation for AM-Products
| 方法 | 特征 | 描述 | 注释 |
|---|---|---|---|
| 宏观观察 | 粗略评估不合格特性， 如明显的变色 和湿度 | 3D 信息， 纯 定 量 高效 | 可在早期阶段弃用粉末材料 |
| 化学分析 | |||
| a) X 射线荧光分析法 | 化学成分 | 所含元素的全光谱分析，定性与定量信息 | 基于严格的检验标准，可在早期阶段弃用粉末材料 |
| b）载气热提取法 | 测定元素 H、N、O、C、S | ||
| c）卡尔费休库仑滴定法 | 水含量 | ||
| SEM 观察 | 表面形貌， 结构形态， 杂质 | 2D 信息，定性 | 通过 SEM 观察结果得出圆度评估标准和 CT 扫描分辨率 |
| 计算机断层扫描(CT) | 粒度与分布， 结构形态， 表面积，颗粒体积， 孔隙空间， 高密度颗粒 | 元素属性的 3D 信息， 定量 | 通过扫描大量颗粒，实现统计验证 (105) |
宏观观察
![[Translate to Chinesisch:] PowderGenetics - Makroskopische Untersuchung](/fileadmin/_processed_/3/7/csm_PowderGenetics_Makroskopische-Untersuchung_f0f3eba1ce.jpg)
目视检查能够快速且极其高效地辨别出粉末材料中的粗质异物。通过对比下列特征与特定属性，实现高效评估。
- 变色
- 湿度
- 晶粒度
- 杂质
化学分析
![[Translate to Chinesisch:] PowderGenetics - Chemische Analyse](/fileadmin/_processed_/5/0/csm_PowderGenetics_chemische-Analyse_d3eecc8cd1.jpg)
粉末材料的化学成分是粉末表征的重要方面之一。特定元素含量、异物、杂质和高活性轻元素含量对粉末材料的可用性起着决定性作用。作为质保检测手段，通过指标/实际对比来评估观察结果。
若不合格，粉末材料会被弃用。由于节省成本和时间，这一流程方法极其高效。对于混合型或再制型粉末材料来说，为实现不同用途，化学分析同样不可或缺。
- 针对特定元素测定化学成分
- 水含量
- H、N、O、C、S 等活性元素的含量
- 粗粒杂质
扫描电子显微镜 (SEM)
![[Translate to Chinesisch:] PowderGenetics - Rasterelektronenmikroskopie](/fileadmin/_processed_/4/d/csm_PowderGenetics_Rasterelektronenmikroskopie_6e93bb66d3.jpg)
通过扫描电子显微镜对约 500 个粉末颗粒进行样品观察，以获得定性结果。为评估粉末材料流动性，关于表面结构、亚形和非成形颗粒以及粒 度分布的信息至关重要。此外，定性结果将作为计算机断层扫描的输入 和扫描数据加以评估。
定性获得以下特征：
- 结构形态
- 表面形貌
- 杂质
- 粒度分布
计算机断层扫描 (CT)
![[Translate to Chinesisch:] PowderGenetics - Computertomografie](/fileadmin/_processed_/0/1/csm_PowderGenetics_Computertomografie_549f483ebd.jpg)
在单份密封样品内单独导入 105 个以上的颗粒。样品制备不得出现任何制备副产物，例如颗粒附聚和结块。体素尺寸可达 500 nm 的高分辨率扫描能够对基本颗粒特征进行三维观察。根据 SEM 分析结果进行评估，以便在最高信息深度内获取经过统计验证的颗粒属性。
评估包括遵照指定要求的指标/实际对比。
- 粒度
- 粒度分布
- 结构形态
- 形态分布
- 表面积
- 颗粒体积
- 孔隙空间
- 高密度颗粒 (HDP)
可选：杂质分析
![[Translate to Chinesisch:] PowderGenetics - Kontaminationsanalyse](/fileadmin/_processed_/7/c/csm_PowderGenetics_Kontaminationsanalyse_bbfc791d79.jpg)
低于化学分析检测极限或属于粉末材料规格的元素杂质可进行定性定量的亚 ppm
级测定。
可分析塑料、低密度和高密度材料以及不同的粉末。杂质量通过计算机断层扫描或重量分析来确定。
杂质将从粉末中分离出来并利用光学或扫描电子显微镜分析
