金屬粉末性能與3D打印_金(jīn)屬3D打印粉
點擊量:504 發布時間:2016-12-21 作者:快猫视频APP下载安装(上海)增材製(zhì)造技(jì)術有限公(gōng)司
3D打印技術在全球高端製造領(lǐng)域正發展地(dì)如火如荼,生物醫療器(qì)件,如牙科(kē)用牙齒,人體骨骼等(děng)已經有相當廣泛的應(yīng)用;航空航天設備上麵也不乏3D打(dǎ)印件,如發動機葉片等。可以說,3D打印正在(zài)逐步改變整個製造業。
器件性能(néng)的根本取決於材料,而3D打印件的性能就必然由粉(fěn)末的性能決(jué)定。粉(fěn)末的(de)化(huà)學成分、氧(yǎng)含量、粒(lì)度分布、粉末的(de)球形度、流動性等都影響了3D打印件的性能指標。下麵將簡(jiǎn)要介紹(shào)這些粉末性能參數對3D打印件的影響。
化學成分:對3D打印(yìn)技術而言,在打印過程中,金屬發生重熔,由於各(gè)種元素性能有所差異,某些元素容易揮發會造成元素損失,這就會造成打印後的零部件的成分與(yǔ)原(yuán)始合金粉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(yīn)此有可能在局部生成氣孔缺陷,從而影響到了3D打(dǎ)印件的(de)致密性及其力學(xué)性能。
氧含量:對於各種體係粉末,氧含量均是一項(xiàng)重要(yào)的技(jì)術指標,金屬粉末氧含量過高(gāo)會影響粉末的性(xìng)能,進而導致(zhì)打印件(jiàn)力學性能變差,同時會降低粉(fěn)末的流動性,導致鋪粉過程受到影響,在行業內(nèi),對氧含量一般要求在1500ppm以(yǐ)下,亦即氧元素在金(jīn)屬(shǔ)中所占的質量百(bǎi)分(fèn)比在(zài)0.13~0.15%之間(jiān),根據各種元素的易氧化程度,對氧含量有不(bú)同的要求。在航空航天等特殊應用領域,客戶對此指標的要求更為嚴(yán)格。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(zhàn)的(de)質量百分比在0.05%以下。
粒度(dù)分布:目前金屬3D打印(yìn)常用的粉末(mò)的粒度範圍是15-53μm,53~105μm,部分場合下可放寬(kuān)至105~150μm。此粒度範圍是根據不同能量源的金屬打印機劃分的,以激光(guāng)作(zuò)為能量源的打印機,因其聚焦光斑(bān)精細,較易熔化細粉,適合使用15~53μm的粉末作為耗材,粉(fěn)末(mò)補給方式為逐(zhú)層鋪粉;以等離子束作為能量源的打印機,聚焦(jiāo)光(guāng)斑略粗,更適於熔化粗粉,適合使用53-105μm為主,部分場合下105-150μm的粉末作為耗材,粉末補給方式為同軸送粉。
粉末的球(qiú)形度、流(liú)動性:球形度是指金屬粉末(mò)顆粒與理論球體的接近程度(dù),流動(dòng)性是指(zhǐ)一定質量的金(jīn)屬粉(fěn)末流過規定孔徑(jìng)的量具所用的時間,單位為s/50g,數值越(yuè)小說明粉末流動性越好。常用的測量流動(dòng)性的方(fāng)法有霍爾流速計和卡爾尼流速計。一般而(ér)言,球形度佳,粉末顆粒的流動性也比較好,在金屬3D打印時鋪粉(fěn)及送粉更容易進行控製,更易獲得更高打(dǎ)印質(zhì)量的零部件。一般來說,等(děng)離子旋(xuán)轉電極霧化技術製備的粉末球形度比真(zhēn)空(kōng)氣霧化技術製備的粉(fěn)末要好,但在製備合金粉末綜(zōng)合性能(néng)方(fāng)麵(miàn)各有優勢。
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