金屬粉末的球形度直接影響鋪粉均勻性和打印質(zhì)量。球形顆粒(球形度>95%)流動性更佳,,可通過霍爾流量計測試(如鈦粉流速≤25s/50g),。非球形粉末易在鋪粉過程中形成空隙,導致層間結(jié)合力下降,,零件抗拉強度降低10%-30%,。此外,衛(wèi)星粉(小顆粒附著在大顆粒表面)需通過等離子球化處理去除,,否則會阻礙激光能量吸收,。以鋁合金AlSi10Mg為例,,球形粉末的堆積密度可達理論值的60%,而不規(guī)則粉末40%,,明顯影響終致密度(需>99.5%才能滿足航空標準),。因此,粉末形態(tài)是材料認證的主要指標之一,。粉末冶金齒輪通過模壓-燒結(jié)-精整工藝制造的密度可達理論密度的95%以上,。浙江鋁合金粉末廠家
AlSi10Mg鋁合金粉末在汽車和航天領域都掀起了輕量化革新。其密度為2.68g/cm,,通過電子束熔融(EBM)技術(shù)成型的散熱器,、衛(wèi)星支架等部件可減重30%-50%。研究發(fā)現(xiàn),,添加0.5%納米Zr顆�,?杉毣ЯV�5μm以下,明著提升抗拉強度至450MPa,。全球帶領企業(yè)已推出低孔隙率(<0.2%)的改性鋁合金粉末,,配合原位熱處理工藝使零件耐溫性突破200℃。但需注意鋁粉的高反應性需在惰性氣體環(huán)境中處理,,粉末回收率控制在80%以上才能保證經(jīng)濟性,。
液態(tài)金屬(鎵銦錫合金)3D打印技術(shù)通過微注射成型制造可拉伸電路,,導電率3×10 S/m,拉伸率超200%,。美國卡內(nèi)基梅隆大學開發(fā)的直寫式打印系統(tǒng),,可在彈性體基底上直接沉積液態(tài)金屬導線(線寬50μm),用于柔性傳感器陣列,。另一突破是納米銀漿打印:燒結(jié)溫度從300℃降至150℃,,兼容PET基板,,電阻率2.5μΩ·cm。挑戰(zhàn)包括:① 液態(tài)金屬的高表面張力需低粘度改性劑(如鹽酸處理),;② 納米銀的氧化問題需惰性氣體封裝,。韓國三星已實現(xiàn)5G天線金屬網(wǎng)格的3D打印量產(chǎn),成本降低40%,。
通過雙送粉系統(tǒng)或?qū)娱g材料切換,,3D打印可實現(xiàn)多金屬復合結(jié)構(gòu)。例如,,銅-不銹鋼梯度材料用于火箭發(fā)動機燃燒室內(nèi)壁,,銅的高導熱性可快速散熱,,不銹鋼則提供高溫強度。NASA開發(fā)的GRCop-42(銅鉻鈮合金)與Inconel 718的混合打印部件,,成功通過超高溫點火測試,。挑戰(zhàn)在于界面結(jié)合強度控制:不同金屬的熱膨脹系數(shù)差異可能導致分層,需通過過渡層設計(如添加釩或鈮作為中間層)優(yōu)化冶金結(jié)合,。未來,,AI驅(qū)動的材料組合預測將加速FGM的工程化應用。粉末冶金燒結(jié)過程中的液相形成機制對硬質(zhì)合金的晶粒長大有決定性影響,。
高密度鎢合金粉末因其熔點高達3422℃和優(yōu)異的輻射屏蔽性能,,被用于核反應堆部件和航天器推進系統(tǒng)。通過電子束熔融(EBM)技術(shù),,可制造厚度0.2mm的復雜鎢結(jié)構(gòu),,相對密度達98%。但打印過程中易因熱應力開裂,,需采用梯度預熱(800-1200℃)和層間退火工藝,。新研究通過添加1% Re元素,將抗熱震性能提升至1500℃急冷循環(huán)50次無裂紋,。全球鎢粉年產(chǎn)能約8萬噸,,但適用于3D打印的球形粉末(粒徑20-50μm)占比不足5%,主要依賴等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化(PREP)技術(shù)生產(chǎn),。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,。浙江鋁合金粉末廠家
鈦合金因其優(yōu)異的比強度和生物相容性,,成為骨科植入物3D打印的先選材料。浙江鋁合金粉末廠家
金屬粉末回收是3D打印降低成本的關(guān)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(shù)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。浙江鋁合金粉末廠家