ניתן לעשות שימוש חוזר או למחזר אבקת טנטלום, מה שיכול להוזיל משמעותית את המחיר של פריטים שנעשו עם טנטלום תוך שימוש בייצור תוסף. מחקר זה בחן את תכולת החמצן, צורת החלקיקים, צפיפות הנראית לעין, צפיפות הברז ויכולת הזרימה של אבקת טנטלום לאורך רכיבה על אופניים כדי להעריך את ההשפעות של שימוש חוזר באבקת הטנטלום על התכונות של רכיבי טנטלום ופיגומים. כמו כן, עם אבקת טנטלום בשימוש חוזר יותר מ-30 מחזורים, נבדקה ההשפעה של זמן שימוש חוזר על המאפיינים המכניים של רכיבי טנטלום ופיגומים המיוצרים על ידי היתוך אבקת קרן אלקטרונים (EB-PBF). הממצאים הראו שהצפיפות הנראית לעין, צפיפות הברז והנזילות של אבקת הטנטלום לא השתנו באופן משמעותי ככל שמספר המחזורים גדל. במהלך שימושים חוזרים רבים, האבקה הפכה פחות כדורית, ולאחר 25 שימוש חוזר, בחלק מהחלקיקים היה דפורמציה ברורה משטח מחוספס. עם זאת, לאחר 15 מחזורי שימוש חוזר, הפלסטיות של הטנטלום הצפוף ירדה עקב עלייה בתכולת החמצן של אבקת הטנטלום, וכמה פגמים אפשריים החלו להופיע בדגימות הטנטלום שנוצרו בתהליך EB-PBF. עם זאת, למספר השימושים בטווח המחקר לא הייתה השפעה על חוזק המתיחה של רכיבי טנטלום צפופים.
השפעת השימוש החוזר על תכונות האבקה
עם עלייה בכמות מחזורי השימוש החוזר, תכולת החמצן של אבקת הטנטלום עלתה. פילוס המצע לפני תהליך EB-PBF, כמו גם הליך מיחזור האבקה שלאחר מכן, היו זמני המפתח שבהם האבקה נחשפה לאוויר ותכולת החמצן עלתה. הממצאים באיור 4 מראים שבמהלך 30 מחזורי שימוש חוזר, ריכוז החמצן של אבקת הטנטלום עלה ב-4.7 ppm לכל פעולת EB-PBF. עקב חימום והמסת חלקיקי הטנטלום באמצעות קרן אלקטרונים באווירת ואקום גבוהה במהלך תהליך ה-EB-PBF, תכולת החמצן גדלה בהדרגה.
ללא שינוי ניכר בגודל החלקיקים הממוצע לאחר 30 שימוש חוזר. ישנן סיבות שונות לשינוי הקל בגודל החלקיקים עם הגדלת מחזורי השימוש החוזר, לרבות: מספר החלקיקים הקטנים הצטמצם עקב עובי השכבה הדקה (50 מ') וגרידת האבקה הגסה; מספר החלקיקים הגדולים גדל עקב התזה, הידבקות והתכה מחדש; ומספר החלקיקים הקטנים ירד עקב התכה מועדפת של חלקיקי האבקה הדקים. כתוצאה מכך, גודל החלקיקים גדל רק באופן שולי. גודל החלקיקים הממוצע היה קטן לאחר שימוש חוזר מכיוון שהחלקיקים הגדולים הוסרו וחלקיקי האבקה הנדבקים הופרדו. השינויים D10, D50 ו-D90 של אבקת הטנטלום פעלו כולם באותו דפוס במהלך כל תהליך ה-EB-PBF, ומכאן גודל החלקיקים התפלגות בקושי השתנתה והתפלגות החלקיקים המקורית נשמרה.
המצע חומם באמצעות קרן אלקטרונים ל-700 מעלות לפני הליך EB-PBF. לאחר מכן נשמרה מיטת האבקה בטמפרטורה של מעל 660 מעלות למשך הליך EB-PBF. לפיכך צפו חיספוס ודפורמציה צנועים של חלקיקי הטנטלום, במיוחד במהלך תהליך ה-EB-PBF הממושך. יתרה מכך, במהלך תהליך EB-PBF, חלקיקים ליד מרכיבי הבנייה חוממו לטמפרטורה גבוהה, מה שעלול לגרום לחלקיקים להפגין דפורמציה גלויה וחספוס פני השטח. במהלך תהליך ההתאוששות, סילוני האוויר בלחץ גבוה יצרו אזורים קעורים על פני חלקיקי האבקה. חלק מהמאפיינים הללו. במיוחד, לתקלות לקח יותר זמן להתבטא מאשר באבקת Ti-6Al-4V לאחר 25 מחזורי שימוש חוזר [15, 19]. עם יותר מחזורי שימוש חוזר באבקה, צפוי שיהיו יותר פגמים על פני השטח, שיגבירו את חספוס פני השטח ועיוות החלקיקים.
מסקנה 1. לאחר 30 חזרות של תהליך EB-PBF, תכולת החמצן של אבקת הטנטלום עלתה מ-0.004 ל-0.018 אחוזי משקל. לאחר מספר מחזורי שימוש חוזר, נזילות אבקת הטנטלום, גודל החלקיקים, הצפיפות הנראית וצפיפות הברז של אבקת הטנטלום לא השתנו באופן משמעותי.
2. לאחר 20 סבבים של שימוש חוזר, חלקיקי אבקת הטנטלום היו כדוריים ובעלי משטח חלק. לאחר יותר מ-25 שימוש חוזר, הבחינו בעיוות קל בצורת החלקיקים, ובמהלך תהליך ה-EB-PBF התמזגו חלקיקים גדולים וקטנים.
