金屬粉末性能與3D打印_金屬3D打印粉
點擊量:503 發布時間:2016-12-21 作者(zhě):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(zài)全球高端製造(zào)領域正發展地如火如荼,生物醫療器件,如牙科用(yòng)牙齒,人體骨骼等已經有相當廣泛的應用;航空航天設備上麵也不乏3D打印件,如發動機葉片等(děng)。可以說(shuō),3D打印正在逐步改變整個製造業。
器件性能的根(gēn)本取(qǔ)決於(yú)材料,而3D打印件的(de)性能就必然由粉末的性能(néng)決定。粉(fěn)末(mò)的化學成分、氧含量、粒度分布、粉末的(de)球形度、流動(dòng)性等都影響了3D打印件的性能指標。下麵將簡要介紹這些粉末性能參數對3D打(dǎ)印件的影響。
化學成分:對3D打印技術而言,在打印過程中,金屬發生重熔,由於各種元素性能有所差異(yì),某些元素(sù)容易揮發會造成元素損(sǔn)失,這就會造成打印後的零部件(jiàn)的成分與原始合金粉(fěn)末或者母合金的成分有所差異,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(shēng)成氣孔缺陷,從而影響到了3D打印件的致密性及(jí)其力學性能。
氧含量:對於各種體係粉末,氧含量均是(shì)一項重要的技術指(zhǐ)標,金屬粉末氧含量過高會影(yǐng)響粉末的性能,進而導致打印件力學性能變差,同時會降低粉末的流動性,導致鋪粉過(guò)程受到影響,在(zài)行業內,對(duì)氧(yǎng)含(hán)量一般要求(qiú)在1500ppm以下,亦即(jí)氧元素在金屬中所占的質量百分比在0.13~0.15%之間,根據各種(zhǒng)元素的易氧化程度,對氧(yǎng)含量有不同的(de)要求。在航空航天等特殊應用領域,客戶(hù)對此指標的要求更(gèng)為嚴格(gé)。部(bù)分客戶也要求控製氮含量指標,一般要求在500ppm以下,也即氮元素在金屬中所占的質量百分比在0.05%以下。
粒度分布:目前金屬3D打印常用的(de)粉末的(de)粒度範圍是15-53μm,53~105μm,部分場(chǎng)合下可放寬至105~150μm。此粒(lì)度範圍是根據不同能量源的(de)金屬打印(yìn)機(jī)劃分的,以(yǐ)激光作為能量源的打印機,因其聚焦光斑精細,較易熔化細粉,適合使用15~53μm的粉末作為(wéi)耗材,粉末補(bǔ)給方式為(wéi)逐層鋪粉;以等離子束作為能量源的打印機(jī),聚(jù)焦光斑略粗,更適於(yú)熔化粗粉,適合使用53-105μm為主,部分(fèn)場合下105-150μm的粉末作為耗材,粉末補給方式為同軸送(sòng)粉。
粉末的球形度、流動性:球形度是指(zhǐ)金屬粉末(mò)顆粒與理論球體(tǐ)的接近程度,流動性是指(zhǐ)一定質量的金屬粉末流過規定孔徑的量具所用的時間,單位為(wéi)s/50g,數值越小說明粉末(mò)流動性越好。常用的測量流動性的方法有霍爾(ěr)流速計和卡爾(ěr)尼流速計(jì)。一般而言,球形度佳,粉末顆粒的流動(dòng)性也比較好(hǎo),在金屬(shǔ)3D打印時鋪粉及送粉更容易進行控製,更易獲得(dé)更高打印質量的(de)零部件。一般來說,等離子旋轉電極霧化技術(shù)製備(bèi)的粉末(mò)球形度比真空氣霧化技(jì)術製備的粉末要好,但在(zài)製備合(hé)金粉末綜合性能方麵各有優勢。
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