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,。梯度金屬材料的3D打印實現(xiàn)了單一構(gòu)件不同區(qū)域力學性能的定制化分布,。山東冶金粉末廠家
3D打印金屬粉末的制備是技術(shù)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié),主要依賴霧化法,。氣霧化(GA)和水霧化(WA)是主流技術(shù):氣霧化通過高壓惰性氣體(如氬氣)將熔融金屬液流破碎成微小液滴,,快速冷卻后形成高球形度粉末,氧含量低,,適用于鈦合金,、鎳基高溫合金等高活性材料;水霧化則成本更低,,但粉末形狀不規(guī)則,,需后續(xù)處理。近年等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化(PREP)技術(shù)興起,,通過離心力甩出液滴,,粉末純凈度更高,但產(chǎn)能受限,。粉末粒徑通??刂圃?5-53μm,需通過篩分和氣流分級確保均勻性,,以滿足不同打印設(shè)備(如SLM,、EBM)的鋪粉要求。陜西不銹鋼粉末咨詢316L不銹鋼粉末通過SLM(選擇性激光熔化)技術(shù)成型,,可生產(chǎn)復雜結(jié)構(gòu)的耐高溫,、抗腐蝕工業(yè)零件。
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%,。
電子束熔化(EBM)在真空環(huán)境中利用高能電子束逐層熔化金屬粉末,其能量密度可達激光的10倍以上,,特別適合加工高熔點材料(如鈦合金,、鉭和鎳基高溫合金)。EBM的預熱溫度通常為700-1000℃,,可明顯降低殘余應(yīng)力,,避免零件開裂。例如,,GE航空采用EBM制造LEAP發(fā)動機的燃油噴嘴,,將傳統(tǒng)20個零件集成為單件,減重25%,,耐溫性能提升至1200℃,。但EBM的打印精度(約100μm)低于SLM,表面需后續(xù)機加工,。此外,,真空環(huán)境可防止金屬氧化,但設(shè)備成本和維護復雜度較高,,限制了其在中小企業(yè)的普及,。電子束熔化(EBM)技術(shù)在高真空環(huán)境中運行,特別適用于打印耐高溫的鎳基超合金,。
NASA的“OSAM-2”任務(wù)計劃在軌打印10米長Ka波段天線,,采用鋁硅合金粉末(粒徑20-45μm)和電子束技術(shù)。微重力環(huán)境下,,粉末需通過靜電吸附鋪裝(電場強度5kV/m),,層厚控制精度±3μm。俄羅斯Energia公司測試了真空環(huán)境下的鈦合金SLM打印,,零件孔隙率0.2%,,但設(shè)備功耗高達8kW,,遠超衛(wèi)星供電能力。未來月球基地建設(shè)中,,3D打印可利用月壤提取的金屬粉末(如鈦鐵礦還原成鈦粉)制造結(jié)構(gòu)件,,但月塵的高磨蝕性需開發(fā)專業(yè)用送粉系統(tǒng),當前試驗中部件壽命不足100小時,。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。西藏鋁合金粉末咨詢
金屬增材制造與拓撲優(yōu)化算法的結(jié)合正在顛覆傳統(tǒng)復雜構(gòu)件的設(shè)計范式,。山東冶金粉末廠家
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(guān)鍵材料。通過粉末床熔融(PBF)技術(shù)制造的316L零件,,微觀結(jié)構(gòu)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(yīng)用于石油化工管道,、海洋裝備和食品加工設(shè)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,。山東冶金粉末廠家