高品質(zhì)球形金屬粉末是高性能金屬增材制造的重要保障,其成分、氧含量及粉末物理特性(形貌、粒度分布、粉末流動性、松裝密度等)對3D打印成形過程穩(wěn)定性和制件理化性能至關(guān)重要,影響并決定產(chǎn)品能否裝機(jī)應(yīng)用。
在眾多粉末技術(shù)指標(biāo)中,粉末球形度和衛(wèi)星球比例直接影響粉末的流動性和松裝密度。粉末球形度低或衛(wèi)星球比例過高會直接影響送粉或鋪粉質(zhì)量,進(jìn)而影響打印件質(zhì)量,產(chǎn)生內(nèi)部和表面缺陷。近年來,隨著增材制造技術(shù)日趨成熟,對于復(fù)雜構(gòu)件的高效成形和大型部件的需求越來越高,增材制造智慧工廠亦應(yīng)運(yùn)而生,但受限于下置式供粉模式在設(shè)備運(yùn)行過程中無法在線添加粉末,而開倉加粉易產(chǎn)生臺階接差和冶金缺陷,因此國際主流大尺寸設(shè)備通常采用上送粉式的連續(xù)送粉系統(tǒng)。上送粉方式對粉末的流動性要求較高,如果粉末流動性不好導(dǎo)致落粉不均勻,或在鋪粉過程中出現(xiàn)結(jié)塊、凹凸不平等現(xiàn)象,會對打印質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。未來,金屬增材制造對高流動性粉末的需求將愈發(fā)凸顯。
高流動性AlSi10Mg粉末的物理特性

3D打印樣件微觀形貌
利用高流動性AlSi10Mg粉末制備3D打印試塊,觀察成形態(tài)金相塊橫縱向面的微觀形貌(圖3)。偶見小孔,未出現(xiàn)較大氣孔,整體致密度較高。


3D打印樣件的致密度
采用排水法對3D打印樣件進(jìn)行致密度測試。利用高流動性鋁合金粉末打印的不同大小樣件密度差異小、均一性好。

力學(xué)性能
3D打印高流動性AlSi10Mg試棒,進(jìn)行去應(yīng)力退火后進(jìn)行拉伸測試。具體檢測結(jié)果見表3。
