3D打印金属原材料粉末的工艺性能要求

最新资讯 / 2023-03-22 17:02:17 金属3d打印 金属3d打印价格多少钱1g 金属3d打印收费标准

与传统的减式制造方法相比，3D打印几乎不会造成金属材料的浪费，而且这种“增材制造”的直接成型特性大大减少了产品生产过程中的设备问题。


金属粉末材料是金属3D打印的原材料，粉末的基本性能与最终产品质量有很大关系。金属3D打印对粉末的要求主要在化学成分、颗粒形状、粒度和粒度分布、流动性、可回收性等方面。


化学成分。


原料的主要化学成分包括金属元素和杂质。常用的主要金属元素有铁、钛、镍、铝、铜、钴、铬和贵金属银、金等。杂质在还原铁中包括硅、锰、碳、硫、磷、氧等，以及其他杂质混合从原料和粉末生产，水和其他气体吸附在粉末表面等。


在成型过程中，杂质可能与基体发生反应，改变基体的性能，对产品质量产生负面影响。掺杂物的存在也会造成粉末熔化不均匀，容易造成产品内部缺陷。当粉末的氧含量较高时，金属粉末不仅容易氧化形成氧化膜，而且会导致球化，影响产品的致密度和质量。


因此，必须严格控制原料粉的杂质和掺杂，以保证产品的质量。因此，用于3D打印的金属粉末需要使用高纯度的金属粉末原料。



颗粒形状、粉末粒度及粒度分布。


1. 形状的要求。常见的颗粒形状有球形、近球形、片状、针状等不规则形状。不规则颗粒具有较大的表面积，有利于提高烧结驱动力。但球形度高的粉末颗粒流动性好，送粉、铺粉均匀，有利于提高制品的致密度和均匀性。因此，用于3D打印的粉末颗粒一般要求为球形或近球形。


2. 粉料粒度及粒度分布。研究表明，粉末是通过直接吸收激光或电子束扫描的能量而熔化烧结的，颗粒越小，表面积越大，直接吸收的能量越多，越容易升温，越有利于烧结。此外，粉末粒度小，颗粒间间隙小，松装密度高，成型后的零件密度高，因此有利于提高制品的强度和表面质量。但是，如果粉末的粒度太小，粉末容易粘附和结块，导致粉末的流动性下降，影响粉末的输送和粉末铺展的均匀性。


因此，应将细粉和粗粉按一定比例混合，选择合适的粒度和粒度分布，以达到预期的成型效果。


粉工艺性能要求。


粉料的工艺性能主要包括松装密度、振实密度、流动性和循环利用性能。


1. 松装密度是粉末自然堆积时的密度，振实密度是振动后的密度。球形度好、粒度分布宽的粉末松装密度高、孔隙率低，成形件密度高、成形质量好。


2.流动性。粉体的流动性直接影响粉体铺展的均匀性或给粉的稳定性。如果粉末流动性太差，容易造成扫描区粉末层厚度不均匀，金属熔化不均匀，导致产品内部组织不均匀，影响成形质量。高流动性的粉末易于流态化，沉积均匀，粉末利用率高，有利于提高3D打印零件的尺寸精度和表面均匀致密化。


3. 循环性能。3D打印过程结束后，残留在粉床中的未熔化粉末仍然可以通过筛分重复使用。但是，在长期的高温环境中，粉床中的粉末会发生一定的性能变化。

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