金屬3D打印技術(shù)及其專用粉末的研究進(jìn)展(6)
時間：2017-02-11 22:19 來源：南極熊 作者：中國3D打印網(wǎng) 閱讀：次
4 金屬粉末
在“2013年世界 3D 打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)大會”上，世界 3D 打印行業(yè)的權(quán)威專家對3D打印金屬粉末給予明確定義，即指尺寸小于 1mm 的金屬顆粒群。 包括單一金屬粉末、合金粉末以及具有金屬性質(zhì)的某些難熔化合物粉末。目前，3D 打印金屬粉末材料包括鈷鉻合金、不銹鋼、工業(yè)鋼、青銅合金、鈦合金和鎳鋁合金等。但是3D打印金屬粉末除需具備良好的可塑性外，還必須滿足粉末粒徑細(xì)小、粒度分布較窄、球形度高、流動性好和松裝密度高等要求。
4.1 鈦合金
鈦合金具有耐高溫、高耐腐蝕性、高強(qiáng)度、低密度以及生物相容性等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、化工、核工業(yè)、運(yùn)動器材及醫(yī)療器械等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 傳統(tǒng)鍛造和鑄造技術(shù)制備的鈦合金件已被廣泛地應(yīng)用在高新技術(shù)領(lǐng)域，一架波音747飛機(jī)用鈦量達(dá)到42.7t。但是傳統(tǒng)鍛造和鑄造方法生產(chǎn)大型鈦合金零件，由于產(chǎn)品成本高、工藝復(fù)雜、材料利用率低以及后續(xù)加工困難等不利因素，阻礙了其更為廣泛的應(yīng)用。而金屬3D打印技術(shù)可以從根本上解決這些問題，因此該技術(shù)近年來成為一種直接制造鈦合金零件的新型技術(shù)。 開發(fā)新型鈦基合金是鈦合金SLM應(yīng)用研究的主要方向。由于鈦以及鈦合金的應(yīng)變硬化指數(shù)低（近似為0.15），抗塑性剪切變形能力和耐磨性差，因而限制了其制件在高溫和腐蝕磨損條件下的使用。
然而錸（Re）的熔點(diǎn)很高，一般用于超高溫和強(qiáng)熱震工作環(huán)境，如美國 Ultramet公司采用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法（MOCVD）制備 Re基復(fù)合噴管已經(jīng)成功應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)燃燒室，工作溫度可達(dá)2200℃。因此，Re－TI合金的制備在航空航天、核能源和電子領(lǐng)域具有重大意義。Ni具有磁性和良好的可塑性，因此Ni－TI合金是常用的一種形狀記憶合金。合金具有偽彈性、高彈性模量、阻尼特性、生物相容性和耐腐蝕性等性能。另外鈦合金多孔結(jié)構(gòu)人造骨的研究日益增多，日本京都大學(xué)通過3D打印技術(shù)給4位頸椎間盤突出患者制作出不同的人造骨并成功移植，該人造骨即為Ni－TI合金。
4.2 不銹鋼
不銹鋼具有耐化學(xué)腐蝕、耐高溫和力學(xué)性能良好等特性，由于其粉末成型性好、制備工藝簡單且成本低廉，是最早應(yīng)用于3D金屬打印的材料。如華中科技大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、東北大學(xué)等院校在金屬3D 打印方面研究比較深入。現(xiàn)研究主要集中在 降低孔隙率、增加強(qiáng)度以及對熔化過程的金屬粉末球化機(jī)制等方面。 李瑞迪等采用不同的工藝參數(shù)，對304L不銹鋼粉末進(jìn)行了SLM成形試驗(yàn)，得出304L不銹鋼致密度經(jīng)驗(yàn)公式，并總結(jié)出晶粒生長機(jī)制。
潘琰峰分析和探討了316L不銹鋼成形過程中球化產(chǎn)生機(jī)理和影響球化的因素，認(rèn)為在激光功率和粉末層厚一定時，適當(dāng)增大掃描速度可減小球化現(xiàn)象，在掃描速度和粉末層厚固定時，隨著激光功率的增大，球化現(xiàn)象加重。Ma等通過對1Cr18Ni9Ti不銹鋼粉末進(jìn)行激光熔化，發(fā)現(xiàn)粉末層厚從60μｍ 增加到150μｍ時，枝晶間距從0.5μｍ增加到1.5μｍ，最后穩(wěn)定在2.0μｍ 左右，試樣的硬度依賴于熔化區(qū)域各向異性的微結(jié)構(gòu)和晶粒大小。姜煒采用一系列的不銹鋼粉末，分別研究粉末特性和工藝參數(shù)對SLM成形質(zhì)量的影響，結(jié)果表明，粉末材料的特殊性能和工藝參數(shù)對SLM 成形影響的機(jī)理主要是在于對選擇性激光成形過程當(dāng)中熔池質(zhì)量的影響，工藝參數(shù)（激光功率、掃描速度）主要影響熔池的深度和寬度，從而決定SLM 成形件的質(zhì)量。
(責(zé)任編輯：admin)
3D打印市場規(guī)模不斷擴(kuò)大，
工信部：去年全球3D打印產(chǎn)
2020年，全球3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)
工業(yè)級3D打印設(shè)備占主流，
3D打印，制造業(yè)的未來
三年后市場規(guī)模可達(dá)56億，最新內(nèi)容
- ·3D打印市場規(guī)模不斷擴(kuò)大，機(jī)械航天領(lǐng)域
- ·工信部：去年全球3D打印產(chǎn)值增33.5% 真
- ·2020年，全球3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)千億人民
- ·工業(yè)級3D打印設(shè)備占主流，光固化設(shè)備受
- ·3D打印，制造業(yè)的未來
- ·三年后市場規(guī)模可達(dá)56億，3D打印市場正
- ·3D打印是脊柱植入技術(shù)的未來？Nexxt Sp
- ·航天器結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用現(xiàn)狀與未來展望
- ·3D打印的韌帶支架幫助運(yùn)動員恢復(fù)關(guān)節(jié)傷
- ·Context報告：2019年工業(yè)3D打印機(jī)的出
熱點(diǎn)內(nèi)容
