Actualmente, los tipos de materiales de polvo metálico para impresión 3D incluyen polvo de acero inoxidable, polvo de acero del molde, polvo de aleación de níquel, polvo de aleación de titanio, polvo de aleación de cobalto-cromo, polvo de aleación de aluminio y polvo de aleación de bronce.
Polvo de metal Los métodos de preparación se pueden dividir según el proceso de preparación: reducción, electrólisis, trituración, atomización, etc. Los dos procesos de preparación de polvo más avanzados de uso común son la atomización de argón y los métodos de electrodo rotatorio de plasma.
Existen varios indicadores de rendimiento para polvos metálicos para impresión 3D.
Pureza. Las inclusiones cerámicas pueden reducir significativamente el rendimiento de la pieza final y estas inclusiones generalmente tienen un alto punto de fusión, lo que las hace difíciles de sinterizar y por lo tanto requieren un polvo libre de inclusiones cerámicas. Además de esto
Además, el contenido de oxígeno y nitrógeno también debe controlarse estrictamente. Las técnicas actuales de preparación de polvos para la impresión 3D de metales se basan principalmente en la atomización (incluida la atomización por aerosol y la atomización por electrodo giratorio), donde el polvo tiene una gran superficie específica y se oxida fácilmente.
En aplicaciones especiales como la aeroespacial, el cliente En aplicaciones especiales como la aeroespacial, los requisitos del cliente para este índice son más estrictos, como contenido de oxígeno en polvo de aleación de alta temperatura 0,006% a 0,018%, contenido de oxígeno en polvo de aleación de titanio de 0,007% a 0,0131 TP1T, contenido de oxígeno en polvo de acero inoxidable de 0,007% a 0,013%. 0.013%, contenido de oxígeno en polvo de acero inoxidable de 0.010% ~ 0.025% (todo para fracción de masa). Para polvos de aleación de titanio, nitrógeno, hidrógeno y titanio a alta temperatura formarán TiN y TiH2, reduciendo la plasticidad y tenacidad de la aleación de titanio. Esto reduce la plasticidad y dureza de la aleación de titanio. Por lo tanto, la atmósfera debe controlarse estrictamente durante la preparación del polvo.
Distribución del tamaño de las partículas de polvo. Las diferentes máquinas de impresión 3D y los procesos de conformado requieren diferentes distribuciones de tamaño de partículas de polvo. El rango de tamaño de partícula de los polvos que se usan comúnmente en la impresión 3D de metales es de 15-53 μm (polvo fino), 53-105 μm (polvo grueso), que se puede relajar a 105-150 μm (polvo grueso) en algunos casos. El tamaño del polvo de 15 a 53 µm se utiliza como consumibles y el polvo se repone capa por capa; El haz de electrones se utiliza como fuente de energía.
El haz de electrones se utiliza como fuente de energía para la impresora de tipo de colocación de polvo, el punto de enfoque es ligeramente más grueso, más adecuado para fundir polvo grueso, adecuado para el uso de polvo grueso de 53 a 105 μm como principal; para el tipo de impresora de alimentación de polvo coaxial puede utilizar el tamaño de polvo de 105 a 150 μm como consumibles.
Morfología en polvo. La forma del polvo y el método de preparación del polvo están estrechamente relacionados, generalmente desde el gas metálico o el líquido fundido hasta el polvo, la forma de las partículas de polvo tiende a ser esférica; del estado sólido al polvo, las partículas de polvo son en su mayoría de forma irregular; y por el método de electrólisis en solución acuosa de preparación del polvo es principalmente dendrítico. En general, cuanto mayor sea la esfericidad, mejor será la fluidez de las partículas de polvo. Los polvos metálicos impresos en 3D requieren una esfericidad de 98% o más, lo que hace que sea más fácil esparcir y alimentar el polvo durante la impresión.
El polvo preparado por todos los métodos, excepto el método de aerosolización y el método de electrodo rotatorio, no es esférico. La forma del polvo no es esférica. Por lo tanto, el método de aerosolización y el método de electrodo giratorio son los métodos principales para la preparación de polvos metálicos impresos en 3D de alta calidad.
Flujo de polvo y densidad de empaque suelta. El flujo de polvo afecta directamente la uniformidad de la propagación del polvo durante la impresión y la estabilidad del proceso de alimentación del polvo. La fluidez del polvo está relacionada con la forma del polvo, la distribución del tamaño de partícula y la densidad aparente. La fluidez está relacionada con la morfología del polvo, la distribución del tamaño de partícula y la densidad aparente.
Cuanto más grandes sean las partículas de polvo, mayor será la distribución del tamaño de partícula y la densidad del polvo. Cuanto más grandes sean las partículas de polvo, más regular será la forma de las partículas y menor será la proporción de polvo muy fino en la composición del tamaño de partícula.Cuanto más grandes sean las partículas de polvo, más regular será la forma de las partículas y menor será la proporción de polvo muy fino en la partícula. composición de tamaño, mejor movilidad. Partícula La densidad permanece igual, la densidad relativa aumenta y la movilidad del polvo aumenta. Partículas La adsorción de agua, gases, etc. en la superficie reducirá la fluidez del polvo. La densidad de empaquetamiento suelta es una unidad de volumen de polvo cuando la muestra de polvo llena naturalmente el recipiente especificado. La masa del polvo. En general, cuanto más grueso es el tamaño del polvo, mayor es la densidad aparente. Cuanto más grueso es el polvo, mayor es la densidad aparente. Suelto
El efecto de la densidad aparente sobre la densidad del producto de impresión de metal final no es concluyente. No hay evidencia concluyente sobre el efecto de la densidad aparente sobre la densidad del producto final de impresión de metal, pero un aumento en la densidad aparente puede mejorar el flujo del polvo.