在金属3D打印技术中,金属球形粉末原料的质量是决定最终零件成败的重要因素。挑选适用的粉末,往往要先关注其化学成分是否达标,但实际上成分合格只是入门门槛,要确保3D打印过程的顺畅与成型打印件优异的性能,更要关注一系列关乎粉末物理特性与工艺稳定性的核心指标。
(1)金属粉末球形度
理想的金属粉末应当是由尽可能接近完美球体的颗粒。高度球形的粉末之间摩擦力小,能够像液体一般顺畅地流动。在金属3D打印过程中,铺粉装置需要将每一层金属球形粉末都铺设得均匀且致密,球形粉末在此过程中表现出色,能为后续的激光熔化提供一个平整稳定的基础。反之,如果金属粉末形状不规则、带有棱角或呈卫星状,相互间容易卡住,会导致铺粉时出现局部堆积或空洞,不仅影响最终打印的零件致密性,甚至可能干扰激光能量的稳定吸收。

(2)金属粉末粒径分布
不同的3D打印工艺对粒径有特定的要求。例如,在常用的选择性激光熔化工艺中,需要粗细适宜的粉末组合。过粗的粉末难以被激光完全熔化,并且铺展成的粉层表面会过于粗糙,影响层与层之间的结合质量;而过细的粉末则质量太轻,在打印过程中容易被保护气体吹散,或受激光热效应影响发生飞溅,带来更高的安全风险。选择合适粒径的金属球形粉末,需要在流动性和熔融效率之间取得平衡。

(3)金属粉末氧含量
除了物理形态,还要关注金属球形粉末的氧含量,特别是选择钛合金、铝合金等活性金属,关注粉末的氧含量尤为关键。这些金属对氧有强烈的亲和力,如果粉末中氧含量过高,在高温下会形成脆性的氧化物。这些氧化物会集中在晶界处,严重破坏材料的韧性,导致成型零件变脆,甚至在内部产生难以察觉的微裂纹,直接危及结构完整性。
(4)金属粉末的批次稳定性
在确定了实验室级别的粉末样品后,还要对大规模生产金属粉末的批次稳定性进行评估。一款粉末,即使单次测试表现优异,若无法保证不同生产批次间的一致性,依然无法用于可靠的工业化生产。技术成熟的粉末供应商,会通过严格的生产流程控制和质检体系,确保其提供的每一批粉末在化学成分、粒径分布、球形度及流动性等关键参数上都高度一致。确保了粉末批次的稳定性,才能确保用户能够长期、稳定地重复生产出合格3D打印零件。
作为国内高性能金属粉末材料解决方案提供商,赛束科技(广州)有限公司(曾用名:广州赛隆增材制造有限公司)主研等离子旋转电极雾化制粉技术(PREP),其制备出的金属粉末球形度高、氧含量低、流动性强、空心粉率低,有效减少了打印件中的缺陷,为获得具有优异高温力学性能的成型件提供了质量保障。
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