中國粉體網(wǎng)訊 近年來,，國內(nèi)持續(xù)掀起3D打印熱潮,，金屬材料的3D打印技術(shù)作為3D打印制造體系中最前沿和最具工程應(yīng)用潛力的技術(shù)，是加快發(fā)展智能制造新技術(shù),、新裝備的重要發(fā)展方向之一,。金屬粉末是金屬零件3D打印最重要的原料，粉末特性是影響金屬3D打印產(chǎn)品質(zhì)量最重要的因素之一,。
圖片來源：中體新材
1,、3D打印用金屬粉末的主要性能指標
（1）純凈度：由于陶瓷夾雜物會顯著降低最終制件的性能，而且這些夾雜物一般具有較高的熔點,，難以燒結(jié)成形,，因此要求粉末中無陶瓷夾雜物。除此之外,，氧,、氮含量也需要嚴格控制。
在航空航天等特殊應(yīng)用領(lǐng)域,，對純凈度的要求較為嚴格,，如高溫合金粉末氧含量0.006%～0.018%,，鈦合金粉末氧含量為0.007%～0.013%,，不銹鋼粉末氧含量為0.010%～0.025%（均為質(zhì)量分數(shù)）。
（2）粉末粒度分布：3D打印用金屬粉末粒度的選擇主要是根據(jù)不同能量源的金屬打印機劃分的,，以激光作為能量源的打印機,，因其聚焦光斑精細，較易熔化細粉，適合使用15～53μm的粉末作為耗材,，粉末補給方式為逐層鋪粉,；以電子束作為能量源的鋪粉型打印機，聚焦光斑略粗,，更適于熔化粗粉,，適合使用53～105μm的粗粉為主；對于同軸送粉型打印機可采用粒度為105～150μm的粉末作為耗材,。
（3）粉末形貌：粉末形貌和粉末的制備方法密切相關(guān),，一般由金屬氣態(tài)或熔融液態(tài)轉(zhuǎn)變成粉末時，粉末顆粒形狀趨于球形,；由固態(tài)狀變?yōu)榉勰⿻r,，粉末顆粒多為不規(guī)則形狀；而由水溶液電解法制備的粉末多數(shù)呈樹枝狀,。一般而言,，球形度越高，粉末顆粒的流動性也越好,。3D打印金屬粉末要求球形度在98%以上,，這樣打印時鋪粉及送粉更容易進行。下表為不同制粉方法對應(yīng)的金屬粉末形貌,。
常見粉末制備方法及粉末形貌
（4）粉末流動性和松裝密度：粉末流動性直接影響打印過程中鋪粉的均勻性和送粉過程的穩(wěn)定性,。流動性與粉末形貌、粒度分布及松裝密度相關(guān),。粉末顆粒越大,、顆粒形狀越規(guī)則、粒度組成中極細的粉末所占的比例越小,，其流動性越好,。顆粒密度不變，相對密度增加,，粉末流動性增加,。顆粒表面吸附水、氣體等會降低粉末流動性,。
松裝密度是粉末試樣自然地充滿規(guī)定容器時,，單位容積的粉末質(zhì)量。一般情況下,，粉末粒度越粗,，松裝密度越大，粗細搭配的粉末能夠獲得更高的松裝密度,。松裝密度對于金屬打印最終產(chǎn)品的密度影響尚無定論,，但松裝密度增加,，可改善粉末的流動性。
2,、金屬3D打印粉末分類及制備方法
目前應(yīng)用較為廣泛的3D打印金屬粉末包括鈦合金,、鋁合金、不銹鋼,、高溫合金,、銅合金、難熔金屬以及其他金屬如高熵合金,、非晶合金等,。
3Ｄ打印用金屬粉末制備方法主要包括電極感應(yīng)霧化（EIGA）、等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化法（PREP）,、等離子球化法（PA）,、真空感應(yīng)熔煉氣體霧化（VIGA）法及水霧化法等，相比較而言,，EIGA法,、PREP法、PA法制備粉末應(yīng)用更為廣泛,。
3,、直播預(yù)告
想更多了解3D用金屬粉末的主要應(yīng)用領(lǐng)域、制備方法,、不同金屬粉末特點及其發(fā)展方向,，請關(guān)注“第二屆3D打印粉體材料制備及檢測技術(shù)網(wǎng)絡(luò)研討會”。此會議主辦方為中國粉體網(wǎng)旗下粉體公開課平臺,，會議時間為2022年3月22日,，屆時將邀請北京工業(yè)大學(xué)的談?wù)?/strong>副研究員作《3D打印用金屬粉末及其制備技術(shù)》的報告。報告將介紹3D打印技術(shù)的基本原理,，并對3D打印用金屬粉末的特點,、要求、主要制備方法及其應(yīng)用領(lǐng)域進行詳細介紹,，最后對3D打印用金屬粉末的發(fā)展方向進行展望,。
4、專家介紹
談?wù)�,，男,，博士，副研究員,。主要研究方向為激光3D打印制備金屬材料,。研究領(lǐng)域包括：高品質(zhì)金屬粉末（鈦合金、銅合金,、難熔金屬,、非晶和高熵合金等）的制備，激光3D打印成形及其微觀結(jié)構(gòu)與性能表征,。先后主持和承擔(dān)國家自然科學(xué)基金青年項目,、北京市自然科學(xué)基金青年項目、中國博士后科學(xué)基金等項目,。作為項目骨干參與國家重點研發(fā)計劃,、國家自然科學(xué)基金和北京市科技計劃等項目。先后發(fā)表論文20余篇,，申請（授權(quán)）國內(nèi)發(fā)明專利10余項,。
參考來源：
【1】李安，等.3D打印用金屬粉末制備技術(shù)研究進展.鋼鐵研究學(xué)報.2018.
【2】韓壽波,，等.航空航天用高品質(zhì)3D打印金屬粉末的研究與應(yīng)用.粉末冶金工業(yè).2017.
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/星耀）
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