增材制造技術(shù),，也稱(chēng)3D打印,，是一種具潛力的開(kāi)創(chuàng)性高效制造技術(shù)。它所涉及到的“打印”過(guò)程往往比較復(fù)雜,。逐層添加粉體形成緊密排列的粉堆,，然后選擇性地?zé)Y(jié)成整體�,？刂品垠w性能對(duì)于加工效率和終產(chǎn)品質(zhì)量非常關(guān)鍵,。粉層形成時(shí)，粉體如何流動(dòng)和壓縮,，是決定性能的重要影響因素,。原料的差異可能導(dǎo)致堆積密度不一致、發(fā)生分層不均勻,、抗拉強(qiáng)度低以及表面光潔度不達(dá)標(biāo),。
FT4粉體流變儀（下圖）作為通用粉體測(cè)試儀，全面檢測(cè)粉體材料的特性,。這些信息與工藝經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合,，可提高加工效率同時(shí)有助于質(zhì)量控制。能夠測(cè)量動(dòng)態(tài)流動(dòng)性以及整體性能,，例如密度,、可壓性和透氣性，并且集成了剪切盒和壁面摩擦測(cè)試。
FT4粉體流變儀
選用來(lái)自同一供應(yīng)商的三種不銹鋼樣品在FT4粉體流變儀上進(jìn)行測(cè)試并分析,。三種材料均來(lái)自同一供應(yīng)商,，其粒度分布幾乎相同，并且在休止角和漏斗流動(dòng)測(cè)試中反映出相近的流動(dòng)性,。然而實(shí)際制造工藝中卻發(fā)現(xiàn)表現(xiàn)迥異,，金屬粉體A和B呈現(xiàn)可接受的特性，然而金屬粉體C經(jīng)常發(fā)生堵塞而導(dǎo)致終產(chǎn)品不合規(guī),。
金屬粉體C（上圖）的比流動(dòng)能明顯較大,，說(shuō)明具有較高的機(jī)械咬合程度和顆粒間摩擦作用�,？梢�(jiàn)自身流動(dòng)阻力的增加是導(dǎo)致低應(yīng)力環(huán)境下堵塞和其它流動(dòng)相關(guān)問(wèn)題的常見(jiàn)原因。
金屬粉體C（上圖）粉床產(chǎn)生較高的壓降,，表明其透氣性比較低，不易釋放傾倒過(guò)程中包覆的空氣,，使得沉積過(guò)程中粉體夾帶的空氣量增加,，導(dǎo)致粉層不均勻，成品內(nèi)存在孔隙,。
對(duì)于不同供應(yīng)商使用同一制造方法生產(chǎn),，以及同一供應(yīng)商使用不同制造方法生產(chǎn)的合金樣品，進(jìn)行類(lèi)似的考察,。
剪切盒測(cè)試（上圖）能夠區(qū)分出由于制造方法變化造成的差異,。這表明許多變量所帶來(lái)的影響可能超出使用者的控制范圍，突出了原料定期且深入評(píng)估的必要性,。然而,，僅使用剪切試驗(yàn)，即使采用兩個(gè)不同供應(yīng)商的原料,，仍然可能將相同制造工藝所生產(chǎn)的樣品歸為一類(lèi),。
選用動(dòng)態(tài)測(cè)試（上圖）則可以區(qū)分三種樣品之間的明顯差異，識(shí)別兩個(gè)供應(yīng)商的樣品,。方法1制備所得的樣品在低應(yīng)力的操作時(shí),，呈現(xiàn)自由流動(dòng)的行為。這種動(dòng)態(tài)表征下的差異更能看出不同變量對(duì)流動(dòng)性能的影響,。
以上的結(jié)果都說(shuō)明全面表征粉體的特性是十分必要的,，尤其是依賴(lài)于粉層精準(zhǔn)沉積的增材制造工藝,，需要選擇一種適合的表征手段,，評(píng)價(jià)工藝適合且批次間穩(wěn)定的原料，才能確保產(chǎn)品的質(zhì)量。
如何評(píng)價(jià)增材制造領(lǐng)域中加工相關(guān)的粉體性能,，更多信息請(qǐng)查看視頻。
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