Tantalov prah je mogoče ponovno uporabiti ali reciklirati, kar lahko znatno zniža ceno izdelkov, izdelanih s tantalom z uporabo aditivne proizvodnje. Ta študija je preučevala vsebnost kisika, obliko delcev, navidezno gostoto, gostoto pri izlivu in pretočnost tantalovega prahu med cikliranjem, da bi ocenila učinke ponovne uporabe tantalovega prahu na značilnosti tantalovih komponent in ogrodij. Pri tantalovem prahu, ki je bil ponovno uporabljen v več kot 30 ciklih, je bil preučen tudi učinek časa ponovne uporabe na mehanske lastnosti tantalovih komponent in ogrodij, proizvedenih s fuzijo prahu z elektronskim žarkom (EB-PBF). Ugotovitve so pokazale, da se navidezna gostota, gostota toka in fluidnost tantalovega prahu niso bistveno spreminjale, ko se je število ciklov povečalo. Med številnimi ponovnimi uporabami je prah postal manj sferičen in po 25 ponovnih uporabah so nekateri delci imeli očitno deformacijo in hrapava površina. Vendar se je po 15 ciklih ponovne uporabe plastičnost gostega tantala zmanjšala zaradi povečanja vsebnosti kisika v tantalovem prahu in v vzorcih tantala, izdelanih po postopku EB-PBF, so se začele pojavljati nekatere možne mikronapake. Vendar pa število uporab znotraj raziskovalnega območja ni vplivalo na natezno trdnost komponent iz gostega tantala.
Vpliv ponovne uporabe na lastnosti prahu
S povečanjem števila ciklov ponovne uporabe se je povečala vsebnost kisika v tantalovem prahu. Niveliranje podlage pred postopkom EB-PBF in kasnejši postopek recikliranja prahu sta bila ključna časa, ko je bil prah izpostavljen zraku in se je povečala vsebnost kisika. Ugotovitve na sliki 4 kažejo, da se je med 30 cikli ponovne uporabe koncentracija kisika v tantalovem prahu povečala za 4,7 ppm na operacijo EB-PBF. Zaradi segrevanja in taljenja delcev tantala z elektronskim žarkom v atmosferi visokega vakuuma med postopkom EB-PBF je vsebnost kisika postopoma rasla.
brez opazne spremembe povprečne velikosti delcev po 30 ponovnih uporabah. Obstajajo različni vzroki za rahlo spremembo velikosti delcev z naraščajočimi cikli ponovne uporabe, vključno z: število majhnih delcev se je zmanjšalo zaradi debeline tanke plasti (50 m) in strganja grobega prahu; število velikih delcev se je povečalo zaradi brizganja, adhezije in pretaljevanja; in število majhnih delcev se je zmanjšalo zaradi prednostnega taljenja drobnozrnatih delcev prahu. Posledično se je velikost delcev le malo povečala. Povprečna velikost delcev je bila po ponovni uporabi manjša, ker so bili veliki delci presejani in delci prahu, ki so se sprijeli, ločeni. Spremembe D10, D50 in D90 tantalovega prahu so vse sledile istemu vzorcu med celotnim postopkom EB-PBF, zato je velikost delcev porazdelitev skoraj ni spremenila in prvotna porazdelitev delcev se je ohranila.
Substrat smo pred postopkom EB-PBF segreli z elektronskim žarkom na 700 stopinj. Prašno plast smo nato vzdrževali pri temperaturi nad 660 stopinj med trajanjem postopka EB-PBF. Tako je bilo pričakovano skromno površinsko hrapavost in deformacija delcev tantala, zlasti med izvlečenim postopkom EB-PBF. Poleg tega so bili med postopkom EB-PBF nekateri delci v bližini gradbenih komponent segreti na visoko temperaturo, kar je lahko povzročilo vidno deformacijo in površinsko hrapavost delcev. Med postopkom obnavljanja so visokotlačni zračni curki ustvarili konkavna področja na površini delcev prahu. nekatere od teh značilnosti. Predvsem je trajalo dlje, da so se pojavile napake kot pri prahu Ti-6Al-4V po 25 ciklih ponovne uporabe [15, 19]. Z več cikli ponovne uporabe prahu se pričakuje, da bo več površinskih napak, kar bo povečalo hrapavost površine in popačenje delcev.
Zaključek 1. Po 30 iteracijah postopka EB-PBF se je vsebnost kisika v tantalovem prahu povečala z 0.004 na 0,018 utežnega odstotka. Po več ciklih ponovne uporabe se fluidnost, velikost delcev, navidezna gostota in gostota tantalovega prahu niso bistveno spremenili.
2. Po 20 krogih ponovne uporabe so bili delci tantalovega prahu sferični in imeli gladko površino. Po več kot 25 ponovnih uporabah je bila opažena rahla deformacija oblike delcev, med postopkom EB-PBF pa so se veliki in majhni delci zlili.
