金屬粉(fěn)末性能與3D打印
點擊量:1366 發布時間:2017-01-19 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(duān)製造領(lǐng)域正發(fā)展地如火如荼,生物(wù)醫療器件,如牙科用牙齒(chǐ),人體骨骼等已經有相當廣泛的(de)應(yīng)用;航空航(háng)天設備上麵也不乏3D打印件,如發動機葉片等(děng)。可以說,3D打印正在逐步改變整個製(zhì)造業。
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(fěn)末的性能決定。粉末的化學成分、氧含量(liàng)、粒度分(fèn)布、粉末的球形度、流(liú)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,某些元素容易揮發會(huì)造成元素損失(shī),這就會造成打印後的零部件的成分與原始合金粉末或者母合金的成分有所差異(yì),且粉末的形態存在衛星球、空心粉(fěn)等問題,因此有(yǒu)可能在局部生(shēng)成氣孔缺陷,從而影響到了3D打印件的致密性及其力學性能。
氧(yǎng)含(hán)量:對(duì)於各種體係粉末,氧含量均是一項重要的技術指標,金屬粉末氧含量過高會影(yǐng)響粉末的性(xìng)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(xìng),導致鋪粉過程受到影響,在行業內,對氧含量一般(bān)要求在1500ppm以下,亦即氧元素在金屬中所(suǒ)占的(de)質量百分(fèn)比在0.13~0.15%之間,根據各種(zhǒng)元素的易氧化程度,對(duì)氧含量有不同的要求(qiú)。在航空航天等特殊應(yīng)用領(lǐng)域,客戶對此指標的要求更為嚴格。部分客戶也要求控製氮含(hán)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(bǎi)分比在0.05%以(yǐ)下。
粒度分布:目前金屬3D打印常用(yòng)的粉末的粒度範圍是15-53μm,53~105μm,部(bù)分場合下可放寬至105~150μm。此粒度範圍是根據不(bú)同能量源的金屬打印機劃分的,以激光作為能量源(yuán)的打印機(jī),因其(qí)聚焦光斑精細,較易熔化細粉(fěn),適合使(shǐ)用15~53μm的粉末作為(wéi)耗材,粉末補給方式為逐層鋪粉;以等離子束作為能量源的打印機,聚焦(jiāo)光斑略粗,更適於熔化粗粉,適合使用53-105μm為主,部分場合下105-150μm的(de)粉末(mò)作為耗材,粉末補給方式為同(tóng)軸送粉。
粉末的球形度、流動性:球形度是指金屬粉(fěn)末顆(kē)粒與理論球體的接近程度,流動性是指一定質(zhì)量的金屬粉末流過規定孔(kǒng)徑(jìng)的量具所用的時間,單位(wèi)為s/50g,數值越小說明粉末流(liú)動性越好。常用的測量流動(dòng)性的方法有霍爾流速計和卡爾尼流速計。一(yī)般而言,球形(xíng)度佳,粉末顆(kē)粒的流動性(xìng)也比較好,在金屬3D打印時鋪粉及送粉(fěn)更容(róng)易(yì)進行控製,更易獲得更高打印質量的零部件。一般來說(shuō),等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化技術製備的粉末球(qiú)形度比真(zhēn)空氣霧化技術製備的粉末要好,但(dàn)在製備合金粉末(mò)綜(zōng)合性(xìng)能方麵各有(yǒu)優勢。
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