3D打印高球形粉末制備工藝 球形金屬粉末是金屬3D打印的核心材料,是3D打印產(chǎn)業(yè)鏈中重要的環(huán)節(jié),與3D打印技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)。本文對3D打印用金屬粉末的主要制備工藝的基本原理進行了闡述,并分析了其優(yōu)缺點,目的是進一步提高3D打印用金屬粉末的制備技術(shù)水平,促進3D打印技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。 球形金屬粉末是金屬3D打印的核心材料,是3D打印產(chǎn)業(yè)鏈中重要的環(huán)節(jié),與3D打印技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)。在“2013世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)大會”中,權(quán)威專家對3D打印金屬粉末的性能要求給出了清晰的定義,即尺寸小于1mm的金屬粉末,此外,還要求金屬滿足純度高、球形度好、粒徑分布窄、含氧量低、流動性好等要求。2014年6月頒布的ASTMF3049-14標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了3D打印金屬粉性能的范圍和表征方法。

目前,3D打印用金屬粉末材料主要集中在鐵、鈦、鈷、銅、鎳等金屬及其合金方面。 隨著金屬3D打印技術(shù)的飛速發(fā)展,球形金屬粉末的市場將保持高增長態(tài)勢。2016年3D打印金屬粉的市場規(guī)模約為2.5億美元,據(jù)IDTechEx表示,到2025年,3D打印金屬粉末的市場規(guī)模將達(dá)到50億美元。但目前3D打印用球形金屬粉主要由國外廠家壟斷,國內(nèi)生產(chǎn)的球形粉末存在性能不穩(wěn)定、成本高、收得率低等問題。因此,研究3D打印金屬粉末的制備尤為重要,本文對3D打印用金屬粉末的主要制備工藝的基本原理進行了闡述,并分析了其優(yōu)缺點,目的是進一步提高3D打印用金屬粉末的制備技術(shù)水平,促進3D打印技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。 

水霧化 水霧化是以水為霧化介質(zhì)制備金屬粉末,其生產(chǎn)成本低,霧化效率高,常用來生產(chǎn)鋼鐵粉末、含油軸承用預(yù)合金粉末、鎳基磁性材料粉末等。相對氣霧化,水的比熱容比較大,在霧化過程中破碎的金屬熔滴快速凝固變成不規(guī)則狀,導(dǎo)致粉體形狀難以控制,且難以滿足金屬3D打印對粉末球形度的要求,此外由于活性金屬及其合金在高溫下與霧化介質(zhì)水接觸后會發(fā)生反應(yīng),增加粉末氧含量,這些問題限制了水霧化法制備球形度高、氧含量低的金屬粉末。 氣霧化 氣霧化的原理是通過高速氣流將液態(tài)金屬流粉碎為小滴并快速冷凝成粉末的過程。氣霧化制備金屬粉末具有粒度細(xì)、球形度高、純度高等優(yōu)點,是目前生產(chǎn)3D打印用金屬粉末的主要方法,其制備的3D打印粉末金屬占霧化法制備粉末的40%左右。但氣霧化技術(shù)也存在一定的不足,在氣流破碎金屬液體的過程中,氣流能量低,霧化效率低,增加了金屬粉末制備成本。---超硬面熱噴涂廠家