金屬粉(fěn)末性能與3D打印_金屬3D打印粉
點擊量:519 發布時間:2016-12-21 作者:快猫视频APP下载安装(上海)增材製造技術有限公司
3D打印技術在全球高端製造領域正發展(zhǎn)地如火如荼,生物醫療器件,如牙(yá)科用(yòng)牙齒,人體骨骼等已經有相當廣泛的應用;航空航天(tiān)設備上麵也不乏3D打印件(jiàn),如發動機葉片等。可以說,3D打(dǎ)印正在逐步改變整個製造(zào)業。
器件性能的根本取決於材料,而3D打印件的性能就必然由粉末的性能決定。粉末的(de)化學成分、氧含量、粒度分布、粉(fěn)末的(de)球形度、流動性等都影響了3D打印(yìn)件的性能指標。下麵將(jiāng)簡要介紹這些粉末性能參數對3D打印(yìn)件(jiàn)的影響。
化學成分:對3D打印技術而言(yán),在打印過程中,金(jīn)屬發生重熔,由於各種元素性(xìng)能有所差異,某些元素容易揮發(fā)會造成元素損失,這就會造成打(dǎ)印後的零部件的成(chéng)分與(yǔ)原始合(hé)金粉末或者(zhě)母合金的成分(fèn)有所差異(yì),且粉末的形態存在衛星球、空心粉等問題,因此有可能在局部生成氣孔缺陷,從而(ér)影響到了3D打印件的致密性及其(qí)力學性能。
氧含量:對(duì)於各種體係粉末,氧含量均是一項重要的(de)技(jì)術指標,金屬粉(fěn)末(mò)氧含量過高會影響粉末的性能,進而導致打印件力(lì)學性能變差,同時會降低粉末的流動性,導(dǎo)致鋪粉過程受到影響,在行業內,對氧含量一般要求在1500ppm以下,亦即氧元素在金屬中所占的(de)質量百分比(bǐ)在0.13~0.15%之間,根據各(gè)種元素的易氧化程度,對氧(yǎng)含量有不同的要求。在航空航天(tiān)等特殊應(yīng)用領域,客戶對此(cǐ)指標的要求更為嚴(yán)格。部分客戶也(yě)要求控製氮含量指標,一般要求在500ppm以下,也即氮元(yuán)素在金屬中所占的質(zhì)量百分比在(zài)0.05%以下。
粒度分布:目前金屬3D打印常用的粉末的(de)粒度範圍是15-53μm,53~105μm,部分場合下可放寬至(zhì)105~150μm。此粒度範圍是根據不同能量源的金屬打(dǎ)印機(jī)劃分的,以激光作為能量源的打印機,因其聚焦光(guāng)斑精細,較易熔化細粉,適合使用15~53μm的(de)粉末作為耗材,粉末補給方式為逐層鋪粉;以等(děng)離子束作(zuò)為能量源的打印機(jī),聚焦光斑略粗,更適於熔(róng)化粗(cū)粉,適合使用53-105μm為主,部(bù)分場合下105-150μm的粉末作為耗材,粉末補給方式為同軸送粉。
粉末的球形度、流動性:球形度(dù)是指金屬粉末(mò)顆粒與理論球體的接近程度,流(liú)動性(xìng)是指一定(dìng)質量的金屬粉末流過規定孔徑的量具所(suǒ)用的時間,單位為s/50g,數值越小(xiǎo)說明粉末流(liú)動性越好。常用的測量流動性的方法有霍爾流速(sù)計和卡爾尼流速計。一般而(ér)言,球形度(dù)佳,粉末顆(kē)粒(lì)的流動性也比較(jiào)好(hǎo),在金屬3D打印時鋪粉及送粉(fěn)更容易進行控製,更易獲得更高打印質量的零部件。一般來說,等離子(zǐ)旋轉電極霧化技術製(zhì)備的粉(fěn)末球形度比真空氣霧化技(jì)術(shù)製備的粉末要好(hǎo),但在製備合金粉末綜合性能方麵(miàn)各有優勢。
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