Actuellement, les types de matériaux en poudre métallique pour l'impression 3D sont les suivants Poudre d'acier inoxydablePoudre d'acier de moulage, poudre d'alliage de nickel, Poudre d'alliage de titanepoudre d'alliage de cobalt-chrome, poudre d'alliage d'aluminium et poudre d'alliage de bronze.
Poudre métallique Les méthodes de préparation des poudres peuvent être divisées en fonction du processus de préparation : réduction, électrolyse, broyage, atomisation, etc. Les deux procédés de préparation de poudre les plus avancés couramment utilisés sont l'atomisation à l'argon et la méthode de l'électrode rotative à plasma.
Il existe plusieurs indicateurs de performance pour les poudres métalliques destinées à l'impression 3D.
Pureté. Les inclusions de céramique peuvent réduire considérablement les performances de la pièce finale et ces inclusions ont généralement un point de fusion élevé, ce qui les rend difficiles à fritter et nécessite donc une poudre exempte d'inclusions de céramique. En outre, la poudre doit être exempte d'inclusions céramiques.
En outre, la teneur en oxygène et en azote doit également être strictement contrôlée. Les techniques actuelles de préparation des poudres pour l'impression 3D de métaux sont principalement basées sur l'atomisation (y compris l'aérosolisation et l'atomisation par électrode rotative), où la poudre a une grande surface spécifique et est facilement oxydée.
Dans les applications spéciales telles que l’aérospatiale, les exigences du client pour cet indice sont plus strictes, telles que la teneur en oxygène de la poudre d’alliage à haute température de 0,006% à 0,018%, la teneur en oxygène de la poudre d’alliage de titane de 0,007% à 0,013%, la teneur en oxygène de la poudre d’acier inoxydable de 0,007% à 0,013%. 0,013%, teneur en oxygène de la poudre d'acier inoxydable de 0,010% ~ 0,025% (toutes pour la fraction de masse). Pour les poudres d'alliage de titane, l'azote, l'hydrogène et le titane à haute température formeront du TiN et du TiH2, réduisant la plasticité et la ténacité de l'alliage de titane. Cela réduit la plasticité et la ténacité de l'alliage de titane. Par conséquent, l'atmosphère doit être strictement contrôlée pendant la préparation de la poudre.
Distribution de la taille des particules de poudre. Les différentes machines d'impression 3D et les processus de formage nécessitent des distributions de taille de particules de poudre différentes. La gamme de tailles de particules des poudres couramment utilisées dans l'impression 3D de métaux est de 15 à 53 μm (poudre fine), de 53 à 105 μm (poudre grossière), qui peut être assouplie à 105-150 μm (poudre grossière) dans certains cas. La taille de la poudre de 15 à 53 μm est utilisée comme consommable, et la poudre est remplacée couche par couche ; le faisceau d'électrons est utilisé comme source d'énergie.
Le faisceau d'électrons est utilisé comme source d'énergie pour l'imprimante de type pose de poudre, le point de focalisation est légèrement plus grossier, plus adapté à la fusion de la poudre grossière, adapté à l'utilisation de la poudre grossière de 53 à 105 μm comme principale ; pour l'imprimante de type alimentation en poudre coaxiale peut utiliser la taille de la poudre de 105 à 150 μm comme consommables.
Morphologie de la poudre. La forme de la poudre et la méthode de préparation de la poudre sont étroitement liées. En général, à partir d'un gaz métallique ou d'un liquide fondu transformé en poudre, la forme des particules de poudre tend à être sphérique ; à partir de l'état solide transformé en poudre, les particules de poudre sont principalement de forme irrégulière ; et par la méthode de préparation de la poudre par électrolyse d'une solution aqueuse, les particules sont principalement dendritiques. En général, plus la sphéricité est élevée, meilleure est la fluidité des particules de poudre. Les poudres métalliques imprimées en 3D doivent avoir une sphéricité de 98 % ou plus, ce qui facilite l'étalement et l'alimentation de la poudre pendant l'impression.
La poudre préparée par toutes les méthodes, à l'exception de la méthode d'aérosolisation et de la méthode de l'électrode rotative, n'est pas sphérique. La forme de la poudre est non sphérique. Par conséquent, la méthode d'aérosolisation et la méthode de l'électrode rotative sont les principales méthodes de préparation de poudres métalliques imprimées en 3D de haute qualité.
Écoulement de la poudre et densité de l'emballage en vrac. L'écoulement de la poudre affecte directement l'uniformité de l'étalement de la poudre pendant l'impression et la stabilité du processus d'alimentation en poudre. La fluidité de la poudre est liée à la forme de la poudre, à la distribution de la taille des particules et à la densité apparente. La fluidité est liée à la morphologie de la poudre, à la distribution de la taille des particules et à la densité apparente.
Plus les particules de poudre sont grosses, plus la distribution granulométrique et la densité de la poudre sont importantes. Plus les particules de poudre sont grosses, plus la forme des particules est régulière et plus la proportion de poudre très fine dans la composition granulométrique est faible, meilleure est la mobilité. Particules La densité reste la même, la densité relative augmente et la mobilité de la poudre augmente. Particules L'adsorption d'eau, de gaz, etc. sur la surface réduit la fluidité de la poudre. La densité d'emballage en vrac est une unité de volume de poudre lorsque l'échantillon de poudre remplit naturellement le récipient spécifié. La masse de la poudre. En général, plus la taille de la poudre est grossière, plus la densité apparente est élevée. Plus la poudre est grossière, plus la densité apparente est élevée. En vrac
L'effet de la densité apparente sur la densité du produit final d'impression sur métal n'est pas concluant. Il n'y a pas de preuve concluante de l'effet de la densité apparente sur la densité du produit final d'impression métallique, mais une augmentation de la densité apparente peut améliorer l'écoulement de la poudre.