國際標準對金屬3D打印粉末提出新的嚴格要求,。ASTM F3049標準規(guī)定,鈦合金粉末氧含量需≤0.013%,,球形度≥98%,,粒徑分布D10/D90≤2.5;ISO/ASTM 52900標準則要求打印件內(nèi)部孔隙率≤0.2%,,致密度≥99.5%,。例如,某企業(yè)在通過ISO 13485醫(yī)療認證,,其鈷鉻合金粉末的雜質(zhì)元素(Fe,、Ni、Mn)總和低于0.05%,,符合植入物長期穩(wěn)定性要求,。在航空航天領域中,某型號發(fā)動機葉片需通過NADCAP熱處理認證,,確保3D打印件在650℃高溫下抗蠕變性能達標,。銅合金粉末憑借其高導電性和導熱性,被用于打印定制化散熱器,、電磁屏蔽件及電力傳輸組件,。山西因瓦合金粉末品牌
微波燒結技術利用2.45GHz微波直接加熱金屬粉末,升溫速率達500℃/min,,能耗為傳統(tǒng)燒結的30%,。英國伯明翰大學采用微波燒結3D打印的316L不銹鋼生坯,致密度從92%提升至99.5%,,晶粒尺寸細化至2μm,,屈服強度達600MPa。該技術尤其適合難熔金屬:鎢粉經(jīng)微波燒結后抗拉強度1200MPa,,較常規(guī)工藝提升50%,。但微波場分布不均易導致局部過熱,需通過多模腔體設計和AI溫場調(diào)控算法(精度±5℃)優(yōu)化,。德國FCT Systems公司推出的商用微波燒結爐,,支持比較大尺寸500mm零件,已用于衛(wèi)星推進器噴嘴批量生產(chǎn)。山西因瓦合金粉末品牌等離子旋轉電極霧化(PREP)技術可制備高純度,、低氧含量的鈦合金球形粉末,。
3D打印鋯合金(如Zircaloy-4)燃料組件包殼,可設計內(nèi)部蜂窩結構,,提升耐壓性和中子經(jīng)濟性,。美國西屋電氣通過EBM制造的核反應堆格架,抗蠕變性能提高50%,,服役溫度上限從400℃升至600℃,。此外,鎢銅復合部件用于聚變堆前列壁裝甲,,銅基體快速導熱,,鎢層耐受等離子體侵蝕。但核用材料需通過嚴苛輻照測試:打印件的氦脆敏感性比鍛件高20%,,需通過熱等靜壓(HIP)和納米氧化物彌散強化(ODS)工藝優(yōu)化。中廣核已建立全球較早3D打印核級部件認證體系,。
金屬粉末回收是3D打印降低成本的關鍵,。磁選法可分離鐵基合金粉末中的雜質(zhì),回收率達90%以上,;氣流分級技術則通過離心場實現(xiàn)粒徑精細分離,,將粉末D50控制在±2μm以內(nèi)。例如,,某企業(yè)通過氫化脫氫工藝回收鈦合金粉末,,將氧含量從0.03%降至0.015%,性能接近原生粉末,,回收成本降低60%,。在模具制造領域,某企業(yè)采用“新粉+回收粉”混合策略(新粉占比70%),,在保證打印質(zhì)量的前提下,,材料成本降低40%。但回收粉末的流動性可能下降,,需通過粒徑級配優(yōu)化鋪粉均勻性,。金屬粉末回收系統(tǒng)可將未熔融的3D打印余粉篩分后重復使用,降低成本損耗,。
316L不銹鋼粉末因其優(yōu)異的耐腐蝕性和可加工性,,成為工業(yè)級3D打印的關鍵材料。通過粉末床熔融(PBF)技術制造的316L零件,,微觀結構呈現(xiàn)蜂窩狀奧氏體相,,屈服強度可達500MPa以上,延伸率超過40%。該材料廣泛應用于石油化工管道,、海洋裝備和食品加工設備,。值得注意的是,粉末的球形度(>95%)和流動性(霍爾流速≤25s/50g)直接影響打印質(zhì)量,。目前行業(yè)采用氣霧化工藝生產(chǎn)高純度(O<0.03%)不銹鋼粉末,,同時開發(fā)了含銅抑菌不銹鋼粉末以滿足醫(yī)療器械的特殊需求。金屬粉末的流動性指數(shù)(Hall Flowmeter)是評估3D打印鋪粉質(zhì)量的關鍵指標,。北京鈦合金粉末
梯度金屬材料的3D打印實現(xiàn)了單一構件不同區(qū)域力學性能的定制化分布,。山西因瓦合金粉末品牌
模仿蜘蛛網(wǎng)的梯度晶格結構,3D打印鈦合金承力件的抗沖擊性能提升80%,�,?湛虯350的機翼接頭采用仿生分形設計,減重高達30%且載荷能力達15噸,。德國KIT研究所通過拓撲優(yōu)化生成的髖關節(jié)植入體,,彈性模量匹配*(3-30GPa),術后骨整合速度提升40%,。但仿生結構支撐去除困難:需開發(fā)水溶性支撐材料(如硫酸鈣基材料),,溶解速率控制在0.1mm/h,避免損傷主體結構,。美國3D Systems的“仿生套件”軟件可自動生成輕量化結構,,設計效率提升10倍。