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金屬3D打印技術及專用粉末的研究

發表時間:2018-3-15 

3D打印作為一種新型的制造技術,近年來發展迅速。然而,在工業金屬3D打印領域,粉末消費仍是制約該技術應用的重要因素之一。目前,金屬3D打印材料、工藝規范和零部件性能標準沒有標準或國家標準。工業金屬粉的評價指標主要包括化學成分、粒徑分布、粉末的球形度、流動性和疏松的填充密度。其中,化學成分、粒徑分布用于評價常用指標的金屬粉末金屬3d打印領域的質量,球形度、流動性、表觀密度可作為質量評價的參考指標。
1。化學成分:金屬粉末中各元素的實際質量百分比(wt. %)。
目前應用最廣泛的方法是化學分析和光譜分析。化學分析是利用化學反應來確定金屬的組成,從而實現金屬化學成分的定性分析和定量分析。光譜分析是利用金屬元素在高溫高能量下產生的,在其自身的特殊特征譜的激發下,決定化學成分的金屬含量,大致上用于定性分析金屬的化學成分。以上兩種方法均應采用專業檢測設備,由專業檢測機構進行。
大多數鑄件和鍛造金屬的化學成分都有相應的行業標準或國家標準來評價金屬的化學成分指標是否合格。然而,用于金屬粉末的3 d打印技術新穎,這個行業沒有相應的行業標準或國家標準,行業公認的評估方法是使用相對應的金屬粉末鑄的標準,或雙方協商擴大指數的基礎上,標準的要求。
對于金屬3D打印,由于在印刷過程中金屬重熔后,元素以氣體的形式出現,在局部產生氣眼和其他缺陷可能會影響工件的緊致性和力學性能。所以,不同系統的金屬粉末,含氧量是行業的一個重要指標的一般需求指標在1500 ppm,氧元素的金屬比例在0.13 ~ 0.15%之間,特殊應用領域如航空航天的質量,客戶指標要求更嚴格。有些客戶還需要控制含氮量,這通常要求低于500ppm,這意味著金屬中氮的質量百分比低于0.05%。
2。粒度分布:
在一個正態分布中,給出了不同大小的金屬粉末顆粒體積百分比的統計數據。用激光粒度分析儀對金屬粉末的粒度分布進行了分析。金屬3D打印所用粉末的尺寸范圍為15~53畝(細粉),53~105畝(粗粉)。粒徑范圍是根據不同的能源金屬打印機,激光打印機作為能源,因為它的聚焦光斑細,容易融化粉,適合使用15 ~ 53μm粉作為材料,因為粉的粒徑范圍具有良好的流動性,我們更容易,逐步擴散粉供應方式;作為打印機的能量源,聚焦光斑略厚,更適合于粗粉的熔化,適用于53~105毫米粉末的使用,作為耗材,粉末的供應方法是同軸飼料粉。