3D打印技術(shù)綜合了數(shù)字建模技術(shù)、機電控制技術(shù)、信息技術(shù)、材料科學與化學等諸多領(lǐng)域的前沿技術(shù)，已應(yīng)用于產(chǎn)品原型、模具制造、生物工程與醫(yī)學、珠寶制作等領(lǐng)域，可替代傳統(tǒng)精細加工工藝并在很大程度上提升制作的效率和精密程度。然而，3D打印工藝過程對金屬粉末材料提出了更高的要求，如要求粒徑范圍在20-50微米、具有高球形度和低氧含量等。目前，國內(nèi)所需的細粒徑球形金屬粉末基本依賴進口，由于粉末的制備工藝存在原料利用率低的瓶頸問題、價格昂貴，這在極大程度上制約了我國金屬3D打印技術(shù)的推廣與應(yīng)用。

    3D打印高球形粉末的技術(shù)特色和優(yōu)勢主要有：

    (1)在金屬起弧蒸發(fā)的過程中，充入氫氣，在高溫下氫氣作為導(dǎo)熱介質(zhì)，可提高產(chǎn)率并控制金屬氣體原子的活性，生成物相純凈的單質(zhì)金屬納米粒子；

    (2)以物相純凈的金屬納米粉末為初始材料配制懸浮溶液料漿。本發(fā)明中，穩(wěn)定均勻料漿的制備對造粒粉末的形貌及粒徑分布有著至關(guān)重要的作用，采用球磨與機械攪拌相結(jié)合的方式，階段球磨的作用是打碎納米顆粒團聚體，使有機粘結(jié)劑和分散劑在顆粒表面的吸附達到平衡，第二階段采用能量較低的機械攪拌，作用是排出料漿中夾雜的氣泡并使有機添加劑的高分子鏈連接形成均勻穩(wěn)定的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；

    (3)通過噴霧干燥的方法對所制備的穩(wěn)定懸浮溶液料漿進行造粒，可以獲得具有良好的球形度、低氧含量和較高致密度的微米級顆粒。本發(fā)明中，干燥塔為密閉式，干燥介質(zhì)為惰性氣體，可有效控制終制備的金屬粉末顆粒中的氧含量。

    (4)造粒后的熱處理工藝，對終獲得滿足3D打印要求的金屬粉末非常重要。本發(fā)明中，采用階段式熱處理方式，階段熱處理的作用是使造粒過程中加入的有機粘結(jié)劑揮發(fā)；第二階段熱處理的作用是使金屬粉末顆粒之間形成固相粘結(jié)，既保證具有足夠的顆粒間結(jié)合強度和致密度，又不發(fā)生顆粒(或內(nèi)部微結(jié)構(gòu))快速粗化或整體燒結(jié)。

   （5）3D打印高球形粉末通過調(diào)控各工藝步驟的參數(shù)組合，可以制備得到具有優(yōu)良球形度、高流動性、低氧含量且平均粒徑及粒徑分布滿足3D打印要求的純單質(zhì)金屬粉末。同時，本方法與其他工藝方法相比，對金屬顆粒的球形度、粒徑分布和氧含量的可控性強，并且具有工藝簡單和成本低的優(yōu)勢。