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嘉峪檢測網 2021-01-13 09:18
就3D打印金屬粉末而言,粉末球形度直接影響粉末的流動性、松裝密度等特性,對打印成型過程和制件性能都會產生重要影響。粉末球形度不好,或衛星球比例過高會影響送粉和鋪粉的質量,進而影響打印件的外觀質量、增加內部缺陷。因此,球形度是衡量增材制造金屬粉末品質的一項重要指標。
隨著粉末制備技術的進步以及打印設備對粉末接受程度越來越寬泛,目前各材料廠家通過多種技術生產的大部分3D打印材料都能夠保持一定的球形度水平并且滿足打印要求,但唯獨鋁合金粉的球形度問題一直受到關注。其主要原因在于鋁合金密度輕,本身就不易獲得高的流動性,而且鋁合金粉末制備過程的形貌控制較其他合金材料難度要大,以至于在很長一段時間內3D打印用鋁合金粉末幾乎不采用霍爾流速計測量粉末流動性。
近年來,材料廠家不斷改進粉末生產工藝,使鋁合金粉末的球形度有了較大改善,霍爾流速計流動性已經能夠控制在100s以內。北京康普錫威科技有限公司自2016年開始從事3D打印鋁合金粉末的開發和生產,2020年該公司推出了優化工藝的AlSi10Mg合金,粉末球形度高、流動性好,進一步突破了以往鋁合金粉末流動性差的技術難題,使霍爾流速計流動性控制在了50s以內。
氧含量 | 流動性 | 松裝密度 | 振實密度(g/cm³) | |
(ppm) | (s/50g) | (g/cm³) | ||
<200 | 49.65 | 1.51 | 1.67 |
康普錫威AlSi10Mg(15-53μm)粉末性能
康普錫威AlSi10Mg(15-53μm)粉末粒度分布
經研究發現,該高球形度鋁合金粉末在與激光作用過程中可形成更為均勻的熔道,成型件內部孔洞缺陷少,具有優良的致密度和力學性能,而且表面質量也得到了改善。其主要原因在于高球形度粉末的一致性更優、流動性更佳,更易獲得均勻平整的粉末層,且在鋪粉或落粉過程中也不易堵塞供粉系統;此外,所制備的高球形度鋁合金粉末幾乎無空心粉,更有助于提高打印性能。
康普錫威AlSi10Mg的粉末形貌及粉末橫截面微觀組織
康普錫威AlSi10Mg沉積態件顯微結構
康普錫威高球形度AlSi10Mg的粉末特性
康普錫威高球形度AlSi10Mg打印的零件
當前大尺寸成型裝備不斷涌現,單次裝粉量較大而且多以上送粉形式供粉,因此對粉末的一致性和流動性提出了更高要求,康普錫威公司所開發的高球形度鋁合金粉末在此類打印過程優勢更為明顯。除了常規的AlSi10Mg,該公司還面向當前對高強鋁合金的應用需求新研制了具有自主知識產權的CPAL-G鋁合金粉末,制備的3D打印樣件抗拉強度高達600MPa、屈服強度590MPa。
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