振动频率的选择直接关系到粉末材料的粒径。一般来说，较小的颗粒需要较高的频率才能确保高效成型。对于大于100微米的粗颗粒，请使用100至200赫兹的频率范围。对于1至100微米的细粉，请将频率提高到200–300赫兹。对于小于1微米的超细粉末，您必须超过300赫兹。
高效的振动成型依赖于将能量输入与材料的物理特性相匹配。较小的颗粒通常需要较高的频率来克服颗粒间的力并实现适当的堆积密度。
按粒径类别定义频率
为了优化您的成型工艺，您必须将原材料分为三个不同的粒径类别之一。每个类别都需要特定的频率范围以最大化效率。
粗颗粒材料（> 100 微米）
对于粒径大于100微米的粉末颗粒，所需的能量较低。
在此范围内，100至200赫兹的振动频率是标准的。这个较低的频率范围提供了足够的作用力来沉降这些较大、较重的颗粒，而不会引入可能导致分离的过量能量。
细粉（1–100 微米）
随着粒径减小，由于相对于质量的表面摩擦力较高，运动阻力通常会增加。
对于粒径在1至100微米之间的颗粒，最佳频率范围向上移动至200至300赫兹。这种增加的频率对于有效流化粉末并确保其完全填充模具几何形状是必需的。
超细粉末（< 1 微米）
超细粉末带来的挑战最大，需要最高的能量输入。
对于粒径小于1微米的颗粒，建议使用高于300赫兹的振动频率。在这个尺度上，颗粒相互作用的物理原理会发生变化，需要快速振荡来克服显著的内聚力。
理解关键的权衡
虽然频率是您调整的主要参数，但孤立地关注它可能会导致结果不理想，尤其是在处理超细材料时。
幅度需求
高频率本身并不总是足以处理最小的颗粒。
对于超细粉末（< 1微米），您还必须确保特定的最小振动幅度。该类别的推荐幅度为0.1至0.15毫米。没有这种物理位移，即使是高频振动也可能无法有效地压实粉末。
平衡能量与稳定性
提高频率会增加注入系统的能量。
然而，将高频率（300赫兹以上）应用于大颗粒（> 100微米）通常效率低下，并可能导致设备磨损。反之，对超细粉末使用低频率很可能导致最终部件密度不足和出现空隙。
为您的目标做出正确选择
正确识别您的材料限制是实现工艺稳定性的第一步。使用以下指南来校准您的设备。
- 如果您的主要重点是标准成型（> 100微米）：将您的设备设置为100–200赫兹的中等范围，以确保高效填充而不对材料过度加能。
- 如果您的主要重点是高精度细粉（1–100微米）：将您的基准频率提高到200–300赫兹，以克服摩擦并确保详细的模具填充。
- 如果您的主要重点是超细/纳米应用（< 1微米）：将频率提高到300赫兹以上，并验证您的设备是否保持0.1–0.15毫米的最小幅度。
将您机器的能量与您材料的阻力相匹配，以实现完美的结构。
摘要表：
| 粒径类别 | 粒径范围 | 推荐频率 | 推荐幅度 |
|---|---|---|---|
| 粗颗粒材料 | > 100 μm | 100 – 200 Hz | 不适用 |
| 细粉 | 1 – 100 μm | 200 – 300 Hz | 不适用 |
| 超细粉末 | < 1 μm | > 300 Hz | 0.1 – 0.15 mm |
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参考文献
- Yuri Paladiychuk, Marina Kubai. RESEARCH OF THE VIBRATORY FORMATION OF THE COMPASSION OF POWDER MATERIALS BY HYDRO-IMPULSE LOADING. DOI: 10.37128/2520-6168-2023-3-4
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
