3d打印金属粉末 3D打印用的金属粉末原来是这样生产出来的

现在提起3D打印已经不陌生了。在我们的专栏之前，我们还介绍了3D打印的很多应用，比如印刷厂、桥梁等。今天我们来谈谈3D打印中使用的一种重要材料——金属粉。

铁基合金是工程技术中最重要、最常用的金属材料，多用于形成复杂结构，如3D打印用不锈钢。与传统的铸锻工艺相比，它具有强度高、耐高温、耐磨、耐腐蚀等优异的物理、化学和机械性能，尺寸精度和材料利用率高，广泛应用于航空空航天、汽车、船舶、机械制造等行业。

钛合金具有优异的强度和韧性，加上耐腐蚀性、低比重和生物相容性，使其成为航空空航空航天和汽车竞赛中许多高性能工程应用的理想材料。也用于生产高强度、低模量、抗疲劳能力强的生物医用植入物。

钴铬合金耐磨性高，生物相容性好，不含镍(镍含量

铝合金是工业上应用最广泛的有色金属结构材料之一，密度低，比强度高，接近或超过优质钢，塑性好。研究表明，3D打印用铝合金可获得致密的零件和精细的显微组织，其力学性能与铸件相当甚至优于铸件。与传统工艺零件相比，其质量可降低22%，但成本可降低30%。

铜合金具有优良的导热性和导电性。在热管理应用中具有优异导热性的铜可以结合设计自由来生产复杂的内部结构和保形冷却通道。

等离子体旋转电极法生产的金属粉末具有以下优点:

球形度高，表面光滑，流动性好，松密度高，因此粉末铺展均匀性好，印刷产品密度高；粉末粒度小，粒度分布窄，含氧量低，印刷时间少/无球化和团聚，熔化效果好，产品表面光洁度高，能充分保证印刷的一致性和均匀性；基本没有空芯粉和卫星粉，印刷时没有空芯球引起的气隙、夹带沉淀气孔和裂纹等缺陷。

3.粉末形态

粉末的形态与粉末的制备方法密切相关。一般来说，当金属从气态或熔融液态变成粉末时，粉末颗粒往往是球形的。金属由固态变为粉末时，粉末颗粒多为不规则，而水溶液电解制备的粉末多为树枝状。

一般来说，球形度越高，粉末颗粒的流动性越好。3D打印时金属粉末的球形度在98%以上，使得打印时更容易撒粉送粉。

上表显示了不同制粉方法对应的金属粉末形态。可以看出，其他方法制备的粉末形貌是非球形的，因此气体雾化法和旋转电极法是高质量3D打印金属粉末的主要制备方法。

4.粉末流动性和松散密度

粉末的流动性直接影响印刷过程中粉末铺展的均匀性和送粉的稳定性。

流动性与粉末形态、粒度分布和松密度有关。粉末颗粒越大，颗粒形状越规则，超细粉末在粒度组成中的比例越小，其流动性越好。当颗粒密度不变时，相对密度增加，粉体流动性增加。另外，吸附水、气体等。会降低粉末的流动性。

松散密度是指当粉末样品自然填充在指定的容器中时，每单位体积的粉末质量。一般粉末粒度越粗，松装密度越大，粗细搭配的粉末可以获得更高的松装密度。松密度对最终金属印刷产品密度的影响是不确定的，但松密度的增加可以改善粉末的流动性。

结论

近年来，我国积极探索3D打印用金属粉末的制备技术。目前，已有多套先进的铣削设备投入使用，但总体来说，国内铣削技术与国外仍有差距。目前，高端合金粉和制造设备主要依靠进口。中国在推动国内3D打印金属粉末制备技术的发展方面还有很长的路要走。

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