Characterization of Metal Powders in Electron Beam Powder Bed Fusion : Regarding particle size distribution of the finished part

As the manufacturing industry looks for better ways to create complex parts using sustainable and efficient methods, the additive manufacturing sector is taking a step forward. Additive manufacturing brings with it a large reduction in material used and the complex structures that can be created are not something to overlook. This study was focused on ways to improve additive manufacturing (AM), or more specifically Electron Beam Melting (EBM), by determining how powder characteristics were connected to build characteristics and how these factors could be improved. By using a sieve shaker and tapped density analyzer the two characteristics of particle size distribution (PSD) and tapped density were determined for three different powders. The build characteristics of surface roughness and porosity were measured for builds using the same powders. Parallels were drawn between powder and build characteristics and compared to the available and recent research. The results of the study showed that the average particle diameter was related to the powder coarseness and the PSD and that the tapped density of a powder could be improved upon by mixing coarse and fine powders. No clear connection between powder and build characteristics could be made. It was found that the powder characteristics could be improved by the mixing of the powders but how these correlates to build characteristics was not established. The data show that a coarse powder gives the densest part and that a fine powder the smoothest part. Further investigation into the process parameters and how they relate to build characteristics is needed. I och med att tillverkningsindustrin letar efter bättre sätt att skapa komplexa delar med hållbara och effektiva metoder, tar additiv-tillverkningssektorn ett steg framåt. Additiv tillverkning för med sig en minskning av materialanvändning och de komplexa strukturer som kan skapas är inte något att förbise. Denna studie fokuserade på sätt att förbättra additiv tillverkning (AM), eller mer specifikt Electron Beam Melting (EBM), genom att fastställa hur pulveregenskaper kopplade till de slutgiltiga egenskaperna och hur dessa faktorer kunde förbättras. Genom att använda en siktskakare och tappdensitetsanalysator bestämdes två egenskaper, partikelstorleksfördelning (PSD) och tappdensitet för tre olika pulver. De slutgiltiga egenskaperna ytjämnhet och porositet mättes för kuber tillverkade av samma pulver. Paralleller drogs mellan pulveregenskaper och de slutgiltiga egenskaperna och jämfördes med ny och tillgänglig forskning. Resultaten av studien visade att den genomsnittliga partikeldiametern var relaterad till pulvrets grovhet och PSD och att tappdensiteten hos ett pulver kunde förbättras genom att blanda grova och fina pulver. Ingen tydlig koppling mellan pulveregenskaper och de slutgiltiga egenskaperna kunde göras. Det visade sig att pulvrets egenskaper kunde förbättras genom att blanda pulvren, men hur dessa korrelerar med de slutgiltiga egenskaperna fastställdes inte. Datan visar att ett grovt pulver ger den tätaste delen och att ett fint pulver den jämnaste delen. Ytterligare utredning av processparametrarna och hur de relaterar till de slutgiltiga egenskaperna behövs.