與傳統(tǒng)的工業(yè)制造方式相比,3D打印工藝幾乎不會造成金屬材料浪費,而且這種“增材制造”直接成形的特點使得產(chǎn)品在生產(chǎn)過程
中的設(shè)備問題大大減少。下面,我們一起與銀納科技一起來看看,3D打印技術(shù)對金屬3D打印粉末有什么要求?
金屬粉體材料是金屬3D打印工藝的原材料,其粉體的基本性能對最終的成型的制品品質(zhì)有著很大的關(guān)系。金屬3D打印對于粉體的
要求主要在于化學(xué)成分、顆粒形狀、粒度及粒度分布、流動性、循環(huán)使用性等。
1、化學(xué)成分
原料的化學(xué)主要成分包括金屬元素和雜質(zhì)成分,主要金屬元素常用的有Fe、Ti、Ni、Al、Cu、Co、Cr以及貴金屬Ag、Au等。雜
質(zhì)成分有還原鐵中的Si、Mn、C、S、P、O等,從原料和粉末生產(chǎn)中中混入的其他雜質(zhì)等,粉體表面吸附的水及其他氣體等。
在成型過程過程,雜質(zhì)可能會與基體發(fā)生反應(yīng),改變基體性質(zhì),給制件品質(zhì)帶來負(fù)面的影響。夾雜物的存在也會使粉體熔化不均,
易造成制件的內(nèi)部缺陷。粉體含氧量較高時,金屬粉體不僅易氧化,形成氧化膜,還會導(dǎo)致球化現(xiàn)象,影響制件的致密度及品質(zhì)。
因此,需要嚴(yán)格控制原料粉體的雜質(zhì)及夾雜以保證制品的品質(zhì),所以,3D打印用金屬粉體需要采用純度較高的金屬粉體原料。
2、顆粒形狀、粉體粒度及粒度分布
a、形狀要求。常見的顆粒的形狀有球形、近球形、片狀、針狀及其他不規(guī)則形狀等。不規(guī)則的顆粒具有更大的表面積,有利于
增加燒結(jié)驅(qū)動。但球形度高的粉體顆粒流動性好,送粉鋪粉均勻,有利于提升制件的致密度及均勻度。因此,3D打印用粉體顆粒一般要求是球形或者近球形。
b、粉體粒度及粒度分布。研究表明,粉體是通過直接吸收激光或電子束掃描時的能量而熔化燒結(jié),粒子小則表面積大,直接吸
收能量多,更易升溫,越有利于燒結(jié)。此外,粉體粒度小,粒子之間間隙小,松裝密度高,成形后零件致密度高,因此有利于提高產(chǎn)
品的強度和表面質(zhì)量。但粉體粒度過小時,粉體易發(fā)生粘附團聚,導(dǎo)致粉體流動性下降,影響粉料運輸及鋪粉均勻。
所以細(xì)粉、粗粉應(yīng)該以一定配比混合,選擇恰當(dāng)?shù)牧6扰c粒度分布以達到預(yù)期的成形效果。
3、粉體的工藝性能要求
粉體的工藝性能主要包括松裝密度、振實密度、流動性和循環(huán)利用性能。
a、松裝密度是粉末自然堆積時的密度,振實密度是經(jīng)過振動后的密度。球形度好、粒度分布寬的粉末松裝密度高,孔隙率低,
成形后的零件致密度高成形質(zhì)量好。
b、流動性。粉體的流動性直接影響鋪粉的均勻性或送粉的穩(wěn)定性。粉末流動性太差,易造成粉層厚度不均,掃描區(qū)域內(nèi)的金
屬熔化量不均,導(dǎo)致制件內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均,影響成形質(zhì)量;而高流動性的粉末易于流化,沉積均勻,粉末利用率高,有利于提高3D
打印成形件的尺寸精度和表面均勻致密化。
c、循環(huán)性能。3D打印過程結(jié)束后,留在粉床中未熔化的粉末通過篩分回收仍然可以繼續(xù)使用。但長時間的高溫環(huán)境下,粉
床中的粉末會有一定的性能變化。需要搭配具體工藝選用回收率。
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