增材制造技術(shù)，也稱3D打印,，是一種具潛力的開創(chuàng)性高效制造技術(shù),。它所涉及到的“打印”過程往往比較復(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,。控制粉體性能對于加工效率和終產(chǎn)品質(zhì)量非常關(guān)鍵,。粉層形成時,，粉體如何流動和壓縮，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）作為通用粉體測試儀,，全面檢測粉體材料的特性。這些信息與工藝經(jīng)驗相結(jié)合,，可提高加工效率同時有助于質(zhì)量控制,。能夠測量動態(tài)流動性以及整體性能,，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試,。
FT4粉體流變儀
選用來自同一供應(yīng)商的三種不銹鋼樣品在FT4粉體流變儀上進(jìn)行測試并分析。三種材料均來自同一供應(yīng)商,，其粒度分布幾乎相同,，并且在休止角和漏斗流動測試中反映出相近的流動性。然而實際制造工藝中卻發(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）的比流動能明顯較大,，說明具有較高的機械咬合程度和顆粒間摩擦作用�,？梢娮陨砹鲃幼枇Φ脑黾邮菍�(dǎo)致低應(yīng)力環(huán)境下堵塞和其它流動相關(guān)問題的常見原因,。
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,，不易釋放傾倒過程中包覆的空氣,，使得沉積過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)行類似的考察,。
剪切盒測試（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估的必要性,。然而，僅使用剪切試驗,，即使采用兩個不同供應(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。
選用動態(tài)測試（上圖）則可以區(qū)分三種樣品之間的明顯差異,，識別兩個供應(yīng)商的樣品,。方法1制備所得的樣品在低應(yīng)力的操作時，呈現(xiàn)自由流動的行為,。這種動態(tài)表征下的差異更能看出不同變量對流動性能的影響,。
以上的結(jié)果都說明全面表征粉體的特性是十分必要的，尤其是依賴于粉層精準(zhǔn)沉積的增材制造工藝,，需要選擇一種適合的表征手段,，評價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。
如何評價增材制造領(lǐng)域中加工相關(guān)的粉體性能,，更多信息請查看視頻,。
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