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3D打印的重要耗材金属粉末
发布时间:2021-04-08 来源: 浏览数:751

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耗材金属粉末打印

金属粉末是3D打印中非常重要的耗材

3D打印所使用的金属粉末一般要求纯净度高、球形度好、粒径分布窄、氧含量低。目前,应用于3D打印的金属粉末材料主要有钛合金、钴铬合金、不锈钢和铝合金材料等,3D打印金属粉末作为金属零件3D打印产业链最重要的一环,也是最大的价值所在。

金属粉末的形状

在3D打印金属粉末的制作过程之中,会因不同的需求和不同的制作方法而制作出不同形状的颗粒,比如球形、椭圆形、多孔海绵形、树状形等各种类型,粉末的形状不同意味着流动性、松散度也都不同,这些对于产品的打印都会产生不同的影响。

一般情况下球形或椭圆形粉的粉末具有较好的流动性,因此在印刷过程中不会因为不好流通而将3D打印机的供粉系统堵上。而且方便平铺成一个薄层。让3D打印打出来的物件能够有更高的精度,各个部位也都会更加的均匀,对于现在的技术来说球形无疑是一种较好的选择,但球形的粉末由于间隙较大所以打印出的产品在质量上不如其他形状的粉末,如果想要让质量更好的话那么就需要让粉末的直径小一些。

3D打印的特点

1、精度高。目前3D打印设备的精度基本都可控制在0.3mm以下。

2、周期短。3D打印无须模具的制作过程,使得模型的生产时间大大缩短,一般几个小时甚至几十分钟就可以完成一个模型的打印。

3、可实现个性化。3D打印对于打印的模型数量毫无限制,不管一个还是多个都可以以相同的成本制作出来。

4、材料的多样性。一个3D打印系统往往可以实现不同材料的打印,而这种材料的多样性可以满足不同领域的需要。

5、成本相对较低。虽然现在3D打印系统和3D打印材料比较贵,但如果用来制作个性化产品,其制作成本相对就比较低了。

不锈钢粉末的微观结构

·金属粉末的大小

通常情况下3D打印金属粉末的直径小一点比较好,这是因为粉末的直径小的话,那么在烧结的时候越好烧结,且对烧结的驱动力也有所提高。不仅如此直径越小在堆积时的空隙也会越小,这样做出的产品在质量和强度上才会有保障。但是粉末的直径大小也并不是越小越好,因为如果粉末的直径太细的话就可能会在烧结的时候造成球化”现象,会让铺粉出现不均匀的现象出现,从而影响到打印的一个精度。

·金属粉末的纯净度

除此之外,氧、氮含量也需要严格控制。目前用于金属3D打印的粉末制备技术主要以雾化法为主,粉末具有大的比表面积,容易氧化,在航空航天等特殊应用领域,客户对此指标的要求更为严格,如高温合金粉末氧含量为0.006%-0.018%,钛合金粉末氧含量为0.007%-0.013%,不锈钢粉末氧含量为0.010%-0.025%。

·金属粉末粒度分布

3D打印用金属粉末粒度的选择主要是根据不同能量源的金属打印机划分的,以激光作为能量源的打印机,因其聚焦光斑精细,较易熔化细粉,适合使用15-53μm的粉末作为耗材,粉末补给方式为逐层铺粉;以电子束作为能量源的铺粉型打印机,聚焦光斑略粗,更适于熔化粗粉,适合使用53-105μm的粗粉为主;对于同轴送粉型打印机,则可采用粒度为105-150μm的粉末作为耗材。

3D打印技术作为“增材制造”的主要实现形式,节约成本、减少燃料消耗,必将成为最具潜力发展的产业。