金屬粉末原料是3D打印生產(chǎn)中的重要一環(huán)，直接影響產(chǎn)品的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率，質(zhì)量良好、品控穩(wěn)定的金屬粉末才能保證3C零件在量產(chǎn)過程中的一致性及高良率。

SLM工作流程

• SLM技術(shù)的原理是利用高能量的激光束選擇性地逐層熔化和熔合金屬粉末，從而燒結(jié)成型構(gòu)建成為結(jié)構(gòu)致密的金屬零部件，其工作流程如下：
• 粉床上鋪設一層金屬粉，掃描系統(tǒng)根據(jù)CAD模型的分層信息控制激光束照射一定區(qū)域內(nèi)的粉末，加熱到熔化后完成一層成型
• 活塞下降一層距離，送粉系統(tǒng)輸送定量粉末鋪展在已成型層上，系統(tǒng)調(diào)入新的分層截面信息進行激光熔化，并與上一層截面燒結(jié)
• 重復上述成型過程，直至全部CAD切片層掃描完畢
• 活塞上推，清理零件上的多余粉末并回收，成型缸完成下料
• 全程在惰性保護氣體密閉環(huán)境中進行

金屬粉末性能要求

SLM成型質(zhì)量取決于熔化燒結(jié)過程中線與線、層與層之間的聯(lián)結(jié)是否緊密，金屬粉末的特性關(guān)系到加工中鋪粉、燒結(jié)時的表現(xiàn)，從而直接影響最終的成型質(zhì)量。粉末形態(tài)、粒度分布、表面化學特性、堆積密度、流動性等特性都會對SLM成型件造成影響。

粉末形態(tài)

SLM技術(shù)需要一層層鋪粉后燒結(jié)，形狀統(tǒng)一、高球形度的粉末更利于均勻鋪粉。

球形度高：可提高粉末堆積密度和流變性能，進而提升零件致密性；

球形度低：可能導致堆積性能不佳，使生產(chǎn)的部件孔隙率較高。

高球形度的粉末更利于鋪粉

粉末粒度

金屬材料熔點高，粉末粒度大小直接影響激光熔化速度和程度。

細粒度優(yōu)勢：

1.激光吸收率高，易于在激光照射過程中完全熔化，層間結(jié)合力強，從而生產(chǎn)出致密的零件，機械強度高；

2.細粉在生產(chǎn)中能實現(xiàn)更小的鋪粉層厚，成型零件表面粗糙度更低、輪廓更平滑

細粒度缺陷：

細粉容易飛散，可能增加粉末污染的風險，導致加工風險。

表面化學特性

粉末污染會影響表面化學特性，導致粉末流動性降低、成型性能下降。

1.氧化反應：加工純鈦、鎂合金、鋁合金等高活性材料時，粉末表面容易與氧氣結(jié)合生成氧化層，從而影響熔池性能，產(chǎn)生球化效應、多孔性等缺陷，阻礙零件的固化，導致機械性能下降；

2.回收污染：SLM技術(shù)需求的金屬粉末成本較高，粉末在被回收的過程中容易受到污染，從而影響再利用生產(chǎn)零件的質(zhì)量。

粉末堆積密度

堆積密度的定義是指散粒材料在堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，通常被用于衡量顆粒材料的堆積性能與使用效率。

較高的粉末堆積密度可以被激光均勻熔化，從而提高熔池的穩(wěn)定性，抑制球化缺陷，防止重力引起的流體不穩(wěn)定狀況，從而提高成型零件的致密性。

細粒徑粉末堆積密度更大

粉末流動性

細粉與粗粉可以通過有效的尺寸混合提高粉末的堆積密度，從而提高粉末的流動性。

良好的粉末流動性有利于粉末在選擇區(qū)域內(nèi)順利鋪展，從而在激光燒結(jié)前形成均勻的粉末層，提高粉末對激光的吸收率，提升成型零件的致密度。

華工激光增材制造解決方案

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高效生產(chǎn)：

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穩(wěn)定運行：

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來源：華工激光精密事業(yè)群

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