关于金属3D打印机材料-金属粉末

文章来源：未知发布时间：2020-01-29 17:38 点击数：【大 中 小】

随着金属3D打印机技术在近年的快速发展，其在航天航空、汽车、军工、医疗植入物等方面的应用越来越广泛，金属3D打印粉末也迎来了全面的爆发。许多企业和机构就纷纷开设了专门的实验室或工厂，重金投入金属粉末的研发和生产。　那么金属粉末的性能该如何评价呢，业内对于金属粉末的评价指标主要有化学成分、粒度分布及粒度分布、粉末形貌、粉末松装密度和振实密度、粉末流动性等。下面小编将带您一起学习3D打印金属粉末性能指标及测试方法。

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对于金属3D打印而言，因为打印过程中金属重熔后，元素以液体形态存在，或者可能存在易挥发元素的挥发损失，且粉末的形态存在卫星球、空心粉等问题，因此有可能在局部生成气孔缺陷，或者造成打印后的零部件的成分异于原始粉末或者母合金的成分，从而影响到工件的致密性及其力学性能。因此，对不同体系的金属粉末，氧含量均为一项重要指标。

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以钛合金为例，业内对该指标的一般要求在1300~1500ppm，亦即氧元素在金属中所占的质量百分比在0.13~0.15%之间。由于目前用于金属3D打印机的粉末制备技术主要以雾化法为主（包括超音速真空气体雾化和旋转电极雾化等技术），粉末存在大的比表面积，容易产生氧化，因此粉末制备过程中要对气氛进行严格控制。在航空航天等特殊应用领域，客户对此指标的要求更为严格。部分客户也要求控制氮含量指标，一般要求在500ppm以下，也即氮元素在金属中所占的质量百分比在0.05%以下。

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以物质的化学反应及其计量关系为基础的分析方法称为化学分析法。化学分析法是分析化学的基础，又称经典分析法，主要有重量分析法和滴定分析法等。以物理性质或物理化学性质为基础的分析方法称为物理分析法或物理化学分析法，需要较特殊的仪器，通常称为仪器分析法。最主要的仪器分析方法有光学分析法、电化学分析法、热分析法、色谱法等。仪器分析法准确度、灵敏度较高，适用于微量、痕量组分的测定，分析速度快，易于实施实时、在线监测。

目前金属3D打印机常用的粉末的粒度范围是15~53μm（细粉），53~105μm（粗粉），部分场合下可放宽至105~150μm（粗粉），分别对应的颗粒目数范围为：270~800目（细粉），140~270目（粗粉），100~270目（粗粉）。此粒度范围是根据不同能量源的金属打印机划分的，以激光作为能量源的打印机，因其聚焦光斑精细，较易熔化细粉，适合使用15~53μm的粉末作为耗材，粉末补给方式为逐层铺粉；以等离子束作为能量源的打印机，聚焦光斑略粗，更适于熔化粗粉，适合使用53~105μm为主，部分场合下105~150μm的粉末作为耗材，粉末补给方式为同轴送粉。

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