金屬3D打印粉末技術(shù)指標(biāo)標(biāo)

金屬3D打印粉末技術(shù)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)是如何定義的3D打印作為一種新興的制造技術(shù)，近年來發(fā)展迅速。然而，對于工業(yè)級金屬3D打印領(lǐng)域，粉末耗材仍是制約該技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用的重要因素之一。

目前，認(rèn)為國內(nèi)尚未制訂出金屬3D打印材料標(biāo)準(zhǔn)、工藝規(guī)范、零件性能標(biāo)準(zhǔn)等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或國標(biāo)。業(yè)內(nèi)對于金屬粉末的評價指標(biāo)，主要有化學(xué)成分、粒度分布、粉末的球形度、流動性、松裝密度。其中，化學(xué)成分、粒度分布是金屬3D打印領(lǐng)域用于評價金屬粉末質(zhì)量的常用指標(biāo)，球形度、流動性、松裝密度可作為評價質(zhì)量的參考指標(biāo)。下面由帶你進(jìn)入打印粉末指標(biāo)的世界。

然而，用于金屬3D打印的粉末技術(shù)新穎，業(yè)內(nèi)尚無相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或國標(biāo)，業(yè)內(nèi)通常認(rèn)可的評價方法是沿用該金屬粉末對應(yīng)的鑄態(tài)標(biāo)準(zhǔn)，或在該標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上雙方協(xié)商放寬指標(biāo)要求。對于金屬3D打印而言，因為打印過程中金屬重熔后，元素以氣體形態(tài)存在，有可能在局部生成氣眼等缺陷，影響工件致密性及力學(xué)性能。所以，對不同體系的金屬粉末，氧含量均為一項重要指標(biāo)，業(yè)內(nèi)對該指標(biāo)的一般要求在1500ppm以下，也即氧元素在金屬中所占的質(zhì)量百分比在0.13~0.15%之間，航空航天等特殊應(yīng)用領(lǐng)域，客戶對此指標(biāo)的要求更為嚴(yán)格。部分客戶也要求控制氮含量指標(biāo)，一般要求在500ppm以下，也即氮元素在金屬中所占的質(zhì)量百分比在0.05%以下。

金屬3D打印常用的粉末的粒度范圍是15~53μm（細(xì)粉），53~105μm（粗粉）。此粒度范圍是根據(jù)不同的能量源的金屬打印機劃分的，以激光作為能量源的打印機，因其聚焦光斑精細(xì)，較易熔化細(xì)粉，適合使用15~53μm的粉末作為耗材，因為此粒度范圍內(nèi)的粉末既有良好的流動性，又較易容化，粉末補給方式為逐層鋪粉；以等離子束作為能量源的打印機，聚焦光斑略粗，更適于熔化粗粉，適合使用53~105μm的粉末作為耗材，粉末補給方式為同軸送粉。

3、球形度、松裝密度、流動性等參考指標(biāo)球形度也就是金屬粉末顆粒接近球體的程度，一般通過掃描電子顯微鏡（SEM）定性的分析。

流動性也可以用休止角表征，休止角指在重力場中，顆粒在金屬粉末堆積層的自由斜面上滑動時所受重力和粒子之間摩擦力達(dá)到平衡而處于靜止?fàn)顟B(tài)下測得的最大角。這是一種檢驗金屬粉末流動性的簡易方法，休止角越小，摩擦力越小，流動性越好，越有利于鋪粉及送粉的進(jìn)行。松裝密度是直接鋪粉得到的金屬粉末在一定體積內(nèi)的質(zhì)量，可以通過漏斗法測量。松裝密度僅作為參考指標(biāo)，表征粉末在補給過程中堆垛密實程度，其對于金屬打印的終產(chǎn)品的密度影響并不確定。