合金粉末在3d打印中的應(yīng)用目錄
3D打印,或稱為快速原型制造,是一種制造技術(shù),其中材料被逐層堆積以形成三維物體。合金粉末因其特性,如高強(qiáng)度、低彈性模量、低密度、良好的抗疲勞性和強(qiáng)耐腐蝕性,在3D打印中得到了廣泛應(yīng)用。
1. 不銹鋼粉末:由鐵、鎳和鉻等元素組成,具有出色的耐腐蝕性和機(jī)械性能。這種粉末廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天和醫(yī)療器械等行業(yè)的零部件制造。
2. 鈦合金粉末:具有卓越的強(qiáng)度和輕量化特性,用于航空航天、醫(yī)療植入物和高性能運(yùn)動(dòng)器材的制造。
3. 鋁合金粉末:由鋁與其他金屬元素(如銅、鎂等)合金化制成,具有高強(qiáng)度、良好的導(dǎo)熱性和耐腐蝕性。它在汽車制造、航空航天和船舶工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。
4. 鎳合金粉末:由鎳與其他合金元素(如鉬、鉻等)合金化,具有卓越的高溫、耐腐蝕和磨損性能。這種粉末被廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)、化工設(shè)備和石油工業(yè)等領(lǐng)域。
5. 銅合金粉末:由銅與其他金屬元素(如錫、鋅等)組成,具有良好的導(dǎo)電性能和機(jī)械性能。
總的來(lái)說(shuō),這些合金粉末在3D打印中發(fā)揮著重要作用,提供了高強(qiáng)度、耐腐蝕、輕量化等多種特性,使3D打印的應(yīng)用范圍更加廣泛。
金屬粉末是金屬3D打印工藝的原材料,直接用于金屬3D打印技術(shù)各項(xiàng)生產(chǎn)研究,其性能很大程度上決定了最終的成型效果,因此高質(zhì)量的粉末對(duì)于金屬3D打印技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要。
如今廣泛認(rèn)可的對(duì)于金屬粉末性能的基本要求有純凈度高、氧含量低、球形度好、粉末粒徑細(xì)小、粒徑分布窄、具備良好的可塑性和流動(dòng)性及利于循環(huán)利用等特點(diǎn)。
在金屬粉末制備過(guò)程中,粉末顆粒會(huì)隨著制備方法的不同而呈現(xiàn)不同形狀,如球形、近球形、多角形、多孔海綿狀、樹(shù)枝狀等。
粉末的顆粒形狀直接影響到粉末的流動(dòng)性、松裝密度,進(jìn)而對(duì)所制備金屬零件的性能產(chǎn)生影響。
一般來(lái)說(shuō),球形或者近球形粉末具有良好的流動(dòng)性,在打印過(guò)程中不易堵塞供粉系統(tǒng),能鋪成薄層,進(jìn)而提高3D打印零件的尺寸精度、表面質(zhì)量,以及零件的密度和組織均勻性,是作為3D打印的首選原料形狀類型。
從理論上來(lái)講,粉末粒度越小,比表面積越大,進(jìn)而使得燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力增大。
因此,粒度小的粉末有利于燒結(jié)的順利進(jìn)行;此外,細(xì)小的粉末顆粒之間空隙小,相鄰兩鋪粉層之間連接緊密,有利于提高燒結(jié)致密化和燒結(jié)強(qiáng)度。
細(xì)顆粒填充到大顆粒的空隙中,提高了粉末的堆積密度,以及打印零件的強(qiáng)度和表面質(zhì)量。
但是,如果細(xì)顆粒過(guò)多,易造成鋪粉厚度不均勻,在燒結(jié)過(guò)程中容易出現(xiàn)“球化”現(xiàn)象。
麥奇克萊馳生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)圖像法粒度和粒形分析儀,通過(guò)在很短的時(shí)間內(nèi)測(cè)量分析大量樣品,1-3分鐘內(nèi)準(zhǔn)確地捕捉到幾百萬(wàn)顆顆粒的成千上萬(wàn)張照片,除了可以提供傳統(tǒng)激光發(fā)粒度儀的顆粒粒度分布信息外,還可以通過(guò)照片分析顆粒的形狀信息。
粒形信息的量化采用了許多參數(shù),包括了寬/長(zhǎng)比(縱橫比),球形度(通過(guò)面積和周長(zhǎng)的比值來(lái)計(jì)算),對(duì)稱性,凹凸度和緊密度,通過(guò)計(jì)算顆粒外緣的曲度可獲得圓形性。
只有圖像法粒度粒形分析儀才可以提供顆粒形狀的信息。
因此,使用圖像法粒度和粒形分析儀檢測(cè)3D打印原材料金屬粉末的顆粒分布,更有助于分析顆粒對(duì)成型效果的影響,提高工藝水平。
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圖像法粒度和粒形分析儀測(cè)試結(jié)果
金屬粉末的粒度和粒形結(jié)果
3D打印是一種新型打印技術(shù),3D打印金屬粉末作為金屬零件3D打印最重要的原材料,目前主要的3D打印粉末材料有鈷鉻合金、不銹鋼、工業(yè)鋼、青銅合金、鈦合金和鎳鋁合金等。
3D打印金屬粉末需具備良好的可塑性,滿足粉末粒徑細(xì)小、粒度分布較窄、球形度高、流動(dòng)性好和松裝密度高等要求。
金屬粉芯廠家鉑科
3D打印的耗材種類繁多,主要包括塑料、金屬粉末、陶瓷、石膏等材料。
其中,塑料是最常用的材料,包括ABS、PLA、PETG等,它們具有較好的打印性能和廣泛的適用性。
金屬粉末包括不銹鋼、鈦合金、鋁合金等,主要用于制造高強(qiáng)度、高精度的零件。
陶瓷和石膏則主要用于打印高精度、耐高溫的零件。
此外,近年來(lái)生物降解材料也成為了一種新興的3D打印材料,它們可以在完成打印后自然降解,對(duì)于環(huán)境保護(hù)具有重要意義。
同時(shí),一些特殊的復(fù)合材料也逐漸被應(yīng)用于3D打印,如碳纖維增強(qiáng)塑料、玻璃纖維增強(qiáng)塑料等,它們具有高強(qiáng)度、高剛性、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。
3d打印耗材的成型特性
1、無(wú)定形料,流動(dòng)性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥。
2、宜取高料溫,但料溫過(guò)高易分解(分解溫度為>270度),對(duì)精度較高的塑件,模溫宜取50-60度,對(duì)高光澤、耐熱塑件,模溫宜取60-80度。
3、如需解決夾水紋,需提高材料的流動(dòng)性,采取高料溫、高模溫,或者改變?nèi)胨坏确椒ā?/p>
4、如成形耐熱級(jí)或阻燃級(jí)材料,生產(chǎn)3-7天后模具表面會(huì)殘存塑料分解物,導(dǎo)致模具表面發(fā)亮,需對(duì)模具及時(shí)進(jìn)行清理,同時(shí)模具表面需增加排氣位置。
5、在3D打印行業(yè)常使用丙酮做表面后處理。