非凡士3D打印分享3D打印技术对金属3D打印粉末有什么要求
3D打印服务分享3D打印材料有哪些
3D打印服务分享3D打印材料有哪些由于完全改变了传统制造工业的方式和原理,作为关键核心技术的3D打印俨然已成为各国制造业先进与否的技术衡量标准。
3D打印制造技术主要由三大要素组成:精准的三维设计;强大的成型设备;满足制品性能和成型工艺的材料。
目前,3D打印材料约有200余种,通常对于耐热性、灵活性、稳定性以及敏感性有着极高的要求,均是专门针对3D打印设备和工艺而研发。
可见,在3D打印风暴席卷全球的今天,作为其中关键部分的3D打印材料无疑正帮助搅动这场风暴。
作为3D打印的“墨水”,3D打印材料开发难度大、成本高,目前仍是构建3D打印生态圈的掣肘因素。
俗话说“巧妇难为无米之炊”,3D打印材料之于3D打印的重要性不言而喻!今天,就让我们好好“爆料”一下这些3D打印材料。
工程塑料作为当前应用最广泛的一类3D打印材料,工程塑料占商用3D打印材料的90%以上,应用于FDM设备,是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。
主要包括热塑性材料和热固性材料。
目前常见的工程塑料主要有以下几类:ABS:当前最热门的FDM热塑性塑料之一,通常呈丝状;具有良好的热熔性与冲击强度,是通过熔融沉积3D打印的首选工程塑料。
优点在于打印出的部件机械强度好且稳定性高。
同时,还可与可溶性支撑材料一起使用。
可以进行多种颜色选择,甚至可以自定义颜色,比如Stratasys公司的ABS plus材料在FDM技术的辅助下就能提供象牙色、白色、黑色等九种颜色的选择。
PC:白色工程塑料,可与FDM技术相结合制造出耐用的模型、工具或最终产品零件。
与ABS塑料相比,PC材料具有更好的强度、耐高温性、抗冲击性等优点,因此可以作为最终零部件使用于超强工程制品的应用。
使用PC材料制作的样件可直接装配使用,广泛应用于汽车制造、航空航天、医疗器械等领域。
PA:机械强度高,且具有一定柔韧性,耐热,耐摩擦。
Stratasys公司的FDM Nylon12具有出色的强度特性和抗疲劳性,并可抗中度腐蚀性化学品,适于重复闭合、卡扣式和抗振动部件,而Stratasys的FDM Nylon6同时具有优于其他热塑性塑料的强度和韧性,可经受严格的功能测试,是汽车、航空航天、消费品和工业制造行业中的产品制造商和开发工程师的理想选择。
3D打印服务分享金属3D打印成品率影响要素分析
3D打印服务分享金属3D打印成品率影响要素分析要想打印出完美无缺的产品,工艺程序必须层层把关,下面小编为大家介绍一下影响金属3D打印成品率的三大要素:原材料、工艺参数、热应力残余。
原材料及耗材金属3D打印发生在一个充满氩气的成形仓中,这里氧气含量低于100ppm,以确保在激光扫描时不产生氧化物。
而且用于3D打印的金属材料在纯净度、球型度、粒径分布和含氧量等方面都有严格的要求。
现在市面上常见的金属材料有钛合金、不锈钢、钴铬合金、镍基合金和铝合金等。
金属基材的材质及厚度也决定了打印成品的品质及精度。
增大基板厚度和提高基板温度可显著抑制造型物翘曲、提高造型物尺寸精度。
工艺参数对能量密度输入的影响每个最终的零件都是由一层层熔融而成,每熔融一层,平台下降,新的粉末铺满此层重复上述过程。
其真正的成型原理是激光将一定能量密度的能量输入粉末层,使得所扫描的区域内粉末达到熔融状态,粉末接收到的能量密度与激光所输入和烧结过程中所控制的参数有关,比如扫描速度,扫描间距,扫描功率,激光的能量在金属粉末表面形成熔池,熔池影响周围粉末成型效果。
激光会按照一定的规律和方向扫描到需要熔融的成型区域,根据不同材料合理地归化扫描路径。
将扫描区域分成条带状、棋盘状等,可以有效的释放零件内部应力,规划每层扫描向量可以降低熔融过程中所产生的应力值大小。
那么在选择性熔融这一过程中,我们可以通过下面几个方面来提升最终产品性能。
下面是同一种材料在不同扫描间距下的放大图,我们可以看到随着扫描间距扩大到一定的范围,会出现非常明显的内部缺陷:虽然扫描的间距大可以显著提升成型效率,但熔池范围有限,如果间距过大,会使得熔覆宽度的搭接率太小,严重的话会产生图3这种效果,导致成形件产生内部缺陷。
而线间距不足则会导致局部热量堆积,加剧热变形幅度。
激光功率和扫描速度也是决定能量密度的核心参数,能量密度输入过小金属粉末烧结不透,熔化不充分,烧结层之间产生残余空隙;能量密度输入过大金属粉末大量气化导致的残渣飞溅,烧结温度过高导致的热变形,增加表面球化现象使表面凹凸不平。
非凡士3D打印:详解5种金属3D打印技术原理和特点对比!
详解5种金属3D打印技术原理和特点对比!随着科技发展及推广应用的需求,利用快速成型直接制造金属功能零件成为了快速成型主要的发展方向。
目前可用于直接制造金属功能零件的主要金属3D打印工艺有:包括选择性激光烧结(Selective Laser Sintering, SLS)技术、直接金属粉末激光烧结(Direct Metal Laser Sintering,DMLS)、选择性激光熔化(Selective Laser Melting, SLM)技术、激光近净成形(Laser Engineered Net Shaping, LENS)技术和电子束选择性熔化(Electron Beam Selective Melting, EBSM)技术等。
一、选择性激光烧结(SLS)选择性激光烧结,顾名思义,所采用的冶金机制为液相烧结机制,成形过程中粉体材料发生部分熔化,粉体颗粒保留其固相核心,并通过后续的固相颗粒重排、液相凝固粘接实现粉体致密化。
SLS 技术原理及其特点整个工艺装置由粉末缸和成型缸组成,工作粉末缸活塞(送粉活塞)上升,由铺粉辊将粉末在成型缸活塞(工作活塞)上均匀铺上一层,计算机根据原型的切片模型控制激光束的二维扫描轨迹,有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。
完成一层后,工作活塞下降一个层厚,铺粉系统铺上新粉,控制激光束再扫描烧结新层。
如此循环往复,层层叠加,直到三维零件成型。
SLS工艺采用半固态液相烧结机制,粉体未发生完全熔化,虽可在一定程度上降低成形材料积聚的热应力,但成形件中含有未熔固相颗粒,直接导致孔隙率高、致密度低、拉伸强度差、表面粗糙度高等工艺缺陷,在SLS 半固态成形体系中,固液混合体系粘度通常较高,导致熔融材料流动性差,将出现 SLS 快速成形工艺特有的冶金缺陷——“球化”效应。
球化现象不仅会增加成形件表面粗糙度,更会导致铺粉装置难以在已烧结层表面均匀铺粉后续粉层,从而阻碍SLS 过程顺利开展。
上海3D打印机分享3D打印用金属材料汇总
上海3D打印机分享3D打印用金属材料汇总近几年随着3D打印技术的快速发展,它在航空航天、汽车、生物医药和建筑领域的应用范围逐步拓宽,其方便快捷、材料利用率高等优势不断显现。
目前,金属3D打印技术主要有选择性激光烧结(SLS)、电子束熔融(EBM)、选择性激光熔化(SLM)和激光近净成形(LENS),其中选择性激光熔化为研究的热点,其使用高能激光源,可以熔融多种金属粉末。
国内外金属3D打印机采用的金属粉末一般有:工具钢、马氏体钢、不锈钢、纯钛及钛合金、铝合金、镍基合金、铜基合金、钴铬合金等。
常用的粉体为钛粉、铝合金粉和不锈钢粉。
工具钢和马氏体刚工具钢的适用性来源于其优异的硬度、耐磨性和抗形变能力,以及在高温下保持切削刃的能力。
模具H13热作工具钢就是其中一种,能够承受不确定时间的工艺条件;马氏体钢,以马氏体300为例,又称“马氏体时效”钢,在时效过程中的高强度、韧性和尺寸稳定性都是众所周知的。
他们与其他钢不同,因为他们是不含碳的,属于金属间化合物,通过丰富的镍、钴和钼的冶金反应硬化。
由于高硬度和耐磨性,马氏体300才适用于许多模具的应用,例如,注塑模具、轻金属合金铸造、冲压和挤压等,同时,其也广泛应用于航空航天、高强度机身部件和赛车零部件。
不锈钢不锈钢具有耐化学腐蚀、耐高温和力学性能良好等特性,由于其粉末成型性好、制备工艺简单且成本低廉,是最早应用于3D金属打印的材料。
目前,应用于金属3D打印的不锈钢主要有三种:奥氏体不锈钢316L、马氏体不锈钢15-5PH、马氏体不锈钢17-4PH。
奥氏体不锈钢316L,具有高强度和耐腐蚀性,可在很宽的温度范围下降到低温,可应用于航空航天、石化等多种工程应用,也可以用于食品加工和医疗等领域。
马氏体不锈钢15-5PH,又称马氏体时效(沉淀硬化)不锈钢,具有很高的强度、良好的韧性、耐腐蚀性,而且可以进一步的硬化,是无铁素体。
目前,广泛应用于航空航天、石化、化工、食品加工、造纸和金属加工业。
3D打印技术对金属3D打印粉末有什么要求
3D打印技术对金属3D打印粉末有什么要求?与传统的工业制造方式相比,3D打印工艺几乎不会造成金属材料浪费,而且这种“增材制造”直接成形的特点使得产品在生产过程中的设备问题大大减少。
下面,我们一起与银纳科技一起来看看,3D打印技术对金属3D打印粉末有什么要求?金属粉体材料是金属3D打印工艺的原材料,其粉体的基本性能对最终的成型的制品品质有着很大的关系。
金属3D打印对于粉体的要求主要在于化学成分、颗粒形状、粒度及粒度分布、流动性、循环使用性等。
1、化学成分原料的化学主要成分包括金属元素和杂质成分,主要金属元素常用的有Fe、Ti、Ni、Al、Cu、Co、Cr以及贵金属Ag、Au等。
杂质成分有还原铁中的Si、Mn、C、S、P、O 等,从原料和粉末生产中中混入的其他杂质等,粉体表面吸附的水及其他气体等。
在成型过程过程,杂质可能会与基体发生反应,改变基体性质,给制件品质带来负面的影响。
夹杂物的存在也会使粉体熔化不均,易造成制件的内部缺陷。
粉体含氧量较高时,金属粉体不仅易氧化,形成氧化膜,还会导致球化现象,影响制件的致密度及品质。
因此,需要严格控制原料粉体的杂质及夹杂以保证制品的品质,所以,3D打印用金属粉体需要采用纯度较高的金属粉体原料。
2、颗粒形状、粉体粒度及粒度分布a、形状要求。
常见的颗粒的形状有球形、近球形、片状、针状及其他不规则形状等。
不规则的颗粒具有更大的表面积,有利于增加烧结驱动。
但球形度高的粉体颗粒流动性好,送粉铺粉均匀,有利于提升制件的致密度及均匀度。
因此,3D打印用粉体颗粒一般要求是球形或者近球形。
b、粉体粒度及粒度分布。
研究表明,粉体是通过直接吸收激光或电子束扫描时的能量而熔化烧结,粒子小则表面积大,直接吸收能量多,更易升温,越有利于烧结。
此外,粉体粒度小,粒子之间间隙小,松装密度高,成形后零件致密度高,因此有利于提高产品的强度和表面质量。
但粉体粒度过小时,粉体易发生粘附团聚,导致粉体流动性下降,影响粉料运输及铺粉均匀。
【精品文章】金属3D打印技术的应用及其对原料粉体的要求
金属3D打印技术的应用及其对原料粉体的要求
与传统的“去除型”制造方式相比,3D打印工艺几乎不会造成金属材料浪费,而且这种“增材制造”直接成形的特点使得产品在生产过程中的设备问题大大减少。
下文将为大家介绍3D打印技术的发展概况,3D打印技术对原料粉体的性能要求以及不同金属粉末的适用范围。
增材制造
一、金属3D打印技术发展概况
工作原理:首先在计算机中用CAD造型软件等绘出三维模型并导出STL 文件,然后用分层切片软件将模型横向切成若干层,在高能激光束或电子束的作用下逐层熔化金属粉末,最后得到三维实体。
根据在加工过程中金属粉末材料的输送方式的不同,金属3D打印技术可以分为3类:激光选区熔化技术、电子束选区熔化技术、激光近净成形。
1、激光选区熔化(SLM)
其技术原理是采用激光束照射预先铺展好的金属粉末原料,可适用于单一的金属粉末、奥氏体不锈钢、镍基合金、钛基合金等原料。
2、电子束选区熔化(EBSM)
其技术原理是采用电子束照射预先铺展好的金属粉末原料,可适用于不锈钢、钛及钛合金、Co-Cr-Mo合金等。
3、激光近净成型(LENS)
其技术原理是在用激光按照预设轨迹熔化同步供给的金属粉末,可适用于奥氏体不锈钢、Ni、Ti、Cu、Ni-Cu-sn、Fe基(Fe-B-Cr-C-Mn-Mo-W-Zr)等原料。
3D打印对成型材料的要求
3D打印对成型材料的要求
3D打印对成型材料的要求
时间:2021-07-02来源:未知作者:消息点击: 261 次
材料是3D打印快速成型技术的核心,3D打印成型系统的材料包括合适的粉末材料,与之相匹配粘结溶液以及后处理材料。
3D打印快速成型对粉末材料的要求为:
(1)颗粒小,最好成球状,均匀,无明显团聚;(2)粉末流动性好,使供粉系统不易堵塞,能铺成薄层;(3)在溶液喷射冲击时不产生凹陷、溅散和孔洞;(4)与粘结溶液作用后能很快固化。
系统采用微压电按需落下喷射模式,对所使用的溶液的要求为:
(1)是易于分散、稳定的液体,能长期储存;(2)不腐蚀喷头;
(3)粘度足够低,表面张力足够高,以便能按预期的流量从喷头中喷射出;(4)不易干涸,能延长喷头抗堵塞时间。
3D打印成型制件的强度一般较低,表面质量较差,往往需要进行后处理以提高制件的强度或利于打磨,提高表面粗糙度。
后处理材料的要求为:
(1)与成型制件相匹配,不破坏制件的表面质量;(2)能够迅速与制件作用,处理速度快;(3)是稳定,能长期储存的液体;
(4)粉末、粘结溶液以及后处理材料都应该保证无毒,无污染,价格低廉。
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3D打印金属粉末的制备方法
3D打印金属粉末的制备方法金属3D打印零件的质量好坏很大程度取决于金属原材料的性能,金属增材制造的原料主要有粉末和丝材两种,其中,以粉末材料的应用较为广泛,例如,激光金属沉积和选区激光熔化等快速成形制造工艺普遍采用金属粉体材料作为原材料。
目前增材制造领域常用的金属粉末粒度范围为15~53μm(细粉)、53~150μm(粗粉)。
增材制造金属粉末的选用一般基于三种因素:能量热源、粉末补给方式、产品尺寸和精密度需求。
工艺类型对粉体的要求选区激光熔化SLM 粉末粒度为15~53μm,球形度达到98%以上,要求尽量少的卫星粉,含氧量小于1×10−4,以及高的松装密度等。
铺粉型增材制造设备受限于成形室的空间尺寸一般应用于打印中小型构件。
电子束选区熔化EBSM同等功率下能量密度大,比较合适的粉末粒度为53~150μm,其他参数与SLM工艺相差不大。
同属铺粉型增材制造。
激光金属沉积LMD 对粉末粒度具有相对较宽的适应性,并且适合打印大尺寸和大加工余量的零件,粉末应用跨度可从几十微米的细粉到数百微米的粗粉。
虽然细粉末适合打印精细结构,但粉末粒度小于40μm时,送粉稳定性会变差,且细粉还易堵塞喷嘴,不利于成形;相反粉末粒度过大,喷嘴处会出现粉末飞溅降低粉末利用率,而且熔化时需要采用高功率,这时过大的热输入又将影响某些材料的力学性能。
一般采用53~150μm的粉末作为耗材,粉末同样要求具有较好的球形度(大于85%),较低的含氧量(低于3×10−4)和较好的均匀性等。
↓↓选区激光熔化工艺(SLM)↓↓激光金属沉积制造工艺(LMD)3D打印专用金属粉末制备方法目前,3D打印(增材制造)专用金属粉末制备方法主要包括雾化法(以气雾化为主,包括真空气雾化(VIGA)和电极感应雾化(EIGA)等)和等离子法(等离子旋转电极雾化(PREP)、等离子熔丝雾化(WPA)和等离子球化技术(PA)等)①气雾化:气体雾化是制造高质量金属3D打印粉末的最常用方法。
非凡士3D打印机详解什么是SLS 3D打印技术
非凡士3D打印机详解什么是SLS3D打印技术1、SLS技术1.1SLS技术概念SLS技术,全称为粉末材料选择性烧结(Selected Laser Sintering),是采采用红外激光作为热源来烧结粉末材料,以逐层添加方式成形三维零件的一种快速成型方法。
1.2SLS技术历史简介SLS分层制造技术是2由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的C.R.Dechard于1989年研制成功。
目前德国EOS公司推出了自己的SLS工艺成形机EOSINT,分为适用于金属、聚合物和砂型三种机型。
我国的北京隆源自动成形系统有限公司和华中科技大学也相继开发出了商品化的设备。
1.3SLS技术的成型原理SLS技术的成型原理是:在开始加工前,需要把充有氮气的工作室升温,并保持在粉末的熔点以下。
成型时,送料桶上升,铺粉滚筒移动,先在工作平台上铺一层粉末材料,然后激光束在计算机的控制下按照截面轮廓对实心部分所在的粉末进行烧结,使粉末融化继而形成一层固体轮廓。
第一层烧结完成后,工作太下降一截面层的高度,在铺上一层粉末,进行下一层烧结,依次循环,从而形成所打印的模型。
1.4SLS技术所需耗材SLS技术目前可以使用的打印耗材有尼龙粉末、PS粉末、PP粉末、金属粉末、陶瓷粉末、树脂砂和覆膜砂。
1.5SLS技术应用范围SLS技术不光可以运用于快速模型的制造,而且还可用于产品的小批量生产。
1.6SLS技术的优缺点1.6.1SLS技术的优点①能生产较硬的模具;②可以采用多种原料,包括类工程塑料、蜡、金属、陶瓷等;③零件的构建时间短,可达到1in/h高度;④无需设计和构造支撑。
1.6.2SLS技术的缺点①有激光损耗,需要专门实验室环境,使用及维护费用高昂;②需要预热和冷却,后处理麻烦;③成型表面受粉末颗粒大小及激光光斑的限制;④加工室需要不断充氮气,加工成本高;⑤成型过程产生有毒气体和粉尘,污染环境。
2、SLS技术制造过程SLS工艺因为材料不同,具体的烧结工艺也是不同的。
金属3D打印技术及其专用粉末特征与应用
在航空航天领域,由于零件多为大型薄壁结构,采用传统加工方法制造难度 大、成本高。金属3D打印技术的出现,使得制造这样的零件成为可能。通过采用 合适的材料和工艺,可以大幅降低制造成本,提高生产效率。
2、医疗领域:个性化定制与仿 生制造
在医疗领域,金属3D打印技术主要用于个性化定制与仿生制造。例如,通过 扫描患者术后的CT或MRI数据,可以精确地还原出患者的骨骼结构,为患者提供 定制化的义肢和植入物。此外,金属3D打印技术还可以用于制造仿生器官,如肝 脏、肾脏等,为器官移植提供了新的来源。
3、粉末强度:金属3D打印成型的零件通常需要进行后处理,如热处理、机 加工等。因此,要求专用粉末具有较高的热稳定性、抗氧化性及抗疲劳性等,以 保证零件的最终性能。
参考内容
引言
随着科技的不断发展,3D打印技术已经广泛应用于各个领域。在材料科学领 域,金属陶瓷粉末作为一种重要的材料,其3D打印技术的发展备受。金属陶瓷粉 末3D打印技术不仅在制造复杂形状和结构方面具有显著优势,而且在航空航天、 医疗、汽车等领域具有
1、材料创新:开发新的金属陶瓷粉末材料,以满足不同领域的需求,提高 打印产品的性能。
2、工艺优化:进一步优化打印工艺,提高打印速度和质量,降低生产成本。
3、智能制造:结合人工智能、大数据等先进技术,实现金属陶瓷粉末3D打 印的智能化生产,提高生产效率。
4、环保和可持续发展:注重环保和可持续发展,利用金属陶瓷粉末3D打 技术促进循环经济和绿色制造的发展。
四、金属3D打印技术的未来发展 趋势
随着技术的不断进步,金属3D打印技术的应用领域将进一步拓宽。未来,我 们可以预见到这一技术在以下几个方面的应用:
1、拓展到其他产业领域:除了航空航天、医疗和汽车制造等领域,金属3D 打印技术还将拓展到其他产业领域,如石油化工、电力等。
非凡士3D打印整理常用3D打印工作原理
非凡士3D 打印整理常用3D 打印工作原理什么是3D 打印?3D 打印是用于构建三维结构和立体物体的制造技术。
3D 打印是一种附加制造(AM)技术:最终的目标是通过在上面加上一层材料(反对减法制造方法,如雕刻,为了形成最终目标而需要移除石头)而创建的。
为了创建一个实体对象,3D 打印机在3D 文件的设计(通常称为STL 格式文件)的基础上,在打印床(也称为构建平台)上沉积打印材料。
用于FFF 和FDM 3D 打印机的材料通常是熔融的,一层一层地沉积。
每一层都很薄,并且很快凝固,从而形成三维物体。
大多数桌面3D 打印机使用塑料长丝线轴作为消耗品。
有很多3D打印技术。
3D 打印技术目前有许多类型的3D 打印技术在商业上或在早期开发阶段可用。
这些添加剂制造技术中的每一种都需要一种特定类型的3D 打印材料:从塑料长丝(PLA,ABS…)到感光树脂到粉末材料(金属、塑料等)。
这些3D 打印技术具有多种优点,可以用于特定的应用和用例。
3D 打印快速成型原理3D 打印技术有三大类:(FFF and FDM):在3D 打印机的构建平台上熔化并沉积塑料丝,以逐层形成对象。
SLA 用激光或投影仪固化液体感光树脂,在3D 打印机的树脂罐中直接形成物件。
使用光聚合(光敏树脂通过光源固化)最常见的3D 打印技术称为立体光刻。
(SLS,SLM,DMLS…)通过激光烧结或熔化粉末材料,将粉末的颗粒粘结或熔化在一起(烧结)以获得固体结构。
选择性激光烧结(SLS)技术是最常见的基于粉末的3D 打印技术,虽然存在几个衍生过程。
摆脱传统制造技术的许多限制,3D 打印机是一个伟大的工具,快速成型,最常见的用途之一。
先进的3D 打印系统也可用于直接制造终端产品,如航空航天行业的一部分。
3D 打印的兴起已经极大地影响了许多行业的制造和设计过程。
挤出:FDM(熔融沉积建模)和FFF(熔融灯丝制造)熔融沉积建模(FDM)与FFF(熔融灯丝制造)挤出(也称为频分复用用于熔融沉积建模或快速傅里叶变换对于熔融灯丝制造来说,是最常见的3D 打印技术,被大多数桌面3D 打印机所使用。
8.10秒读金属3D打印粉末技术指标
秒读金属3D打印粉末技术指标3D打印作为一种新兴的制造技术,近年来发展迅速。
然而,对于工业级金属3D打印领域,粉末耗材仍是制约该技术规模化应用的重要因素之一。
目前,国内尚未制订出金属3D打印用材料标准、工艺规范、零件性能标准等行业标准或国标。
业内对于金属粉末的评价指标,主要有化学成分、粒度分布、粉末的球形度、流动性、松装密度。
其中,化学成分、粒度分布是金属3D打印领域用于评价金属粉末质量的常用指标,球形度、流动性、松装密度可作为评价质量的参考指标。
1、化学成分:金属粉末中各元素实际所占的质量百分比(wt.%)。
以上表为例,在该合金中Al元素的检测数据为6.25,表示Al元素在该合金所占的质量百分比为6.25%,其它元素质量百分比可以此类推。
目前,金属化学成分检测应用最广的方法是化学分析法和光谱分析法。
化学分析法是利用化学反应来确定金属的组成成分,可以实现金属化学成分的定性分析和定量分析;光谱分析法是利用金属中各种元素在高温、高能量的激发下产生的自己特有的特征光谱来确定金属的化学成分及大致含量,一般用于金属化学成分的定性分析。
以上两种方法都要使用专业的检测设备,由专业的检测机构的人员完成。
大部分铸态、锻造的金属的化学成分都有相应的行业标准或国标,以评价该金属的化学成分指标是否合格。
然而,用于金属3D打印的粉末技术新颖,业内尚无相应的行业标准或国标,业内通常认可的评价方法是沿用该金属粉末对应的铸态标准,或在该标准的基础上双方协商放宽指标要求。
对于金属3D打印而言,因为打印过程中金属重熔后,元素以气体形态存在,有可能在局部生成气眼等缺陷,影响工件致密性及力学性能。
所以,对不同体系的金属粉末,氧含量均为一项重要指标,业内对该指标的一般要求在1500ppm(ppm:百万分之一)以下,也即氧元素在金属中所占的质量百分比在0.13~0.15%之间,航空航天等特殊应用领域,客户对此指标的要求更为严格。
部分客户也要求控制氮含量指标,一般要求在500ppm以下,也即氮元素在金属中所占的质量百分比在0.05%以下。
增材制造(3D打印)用金属粉末评价指标
大部分铸态、锻造的金属的化学成分都有相应的行业标准或国标,以评价该金属的化学成分指标是否合格。
然而,用于金属3D打印的粉末技术新颖,业内尚无相应的行业标准或国标,业内通常认可的评价方法是沿用该金属粉末对应的铸态标准,或在该标准的基础上双方协商放宽指标要求。
对于金属3D打印而言,因为打印过程中金属重熔后,元素以液体形态存在,或者可能存在易挥发元素的挥发损失,且粉末的形态存在卫星球、空心粉等问题,因此有可能在局部生成气孔缺陷,或者造成打印后的零部件的成分异于原始粉末或者母合金的成分,从而影响到工件的致密性及其力学性能。
因此,对不同体系的金属粉末,氧含量均为一项重要指标,以钛合金为例,业内对该指标的一般要求在1300~1500ppm,亦即氧元素在金属中所占的质量百分比在0.13~0.15%之间。
由于目前用于金属3D打印的粉末制备技术主要以雾化法为主(包括超音速真空气体雾化和旋转电极雾化等技术),粉末存在大的比表面积,容易产生氧化。
因此粉末制备过程中要对气氛进行严格控制。
在航空航天等特殊应用领域,客户对此指标的要求更为严格。
部分客户也要求控制氮含量指标,一般要求在500ppm以下,也即氮元素在金属中所占的质量百分比在0.05%以下。
2、粒度分布:不同尺寸的金属粉末颗粒的在一定尺寸区间内所占的体积百分比的统计数据,一般情况下制备的粉末粒度分布呈正态分布。
图1 激光粒度仪分析结果以上图为例,金属粉末颗粒粒度分布结果中,d(10)=20.38μm,代表尺寸小于20.38μm的粉末体积所占比例不低于10%。
同理可知,d(50)= 30.44μm,d(90)= 42.09μm,说明在该粉末中,尺寸小于42.09μm的粉末比例不低于50%,小于42.09μm的粉末比例不低于90%。
GBT 1480-2012 《金属粉末干筛分法测定粒度》适用于大于45微米的粉末颗粒,已不太能满足金属粉末粒度测试要求,目前粒度分析大多通过激光粒度分析仪(适用于0.1微米到2毫米的粒度分布)分析,市面上有马尔文激光粒度仪,百特激光粒度仪,崛场激光粒度仪等,测试前需用类似粒度的标样验证适用性。
金属粉末3D打印技术中的工艺参数优化
金属粉末3D打印技术中的工艺参数优化金属粉末3D打印技术是一种先进的制造技术,通过将金属粉末层层堆叠并通过激光熔化粘合,可以制造出复杂形状的零件。
然而,要获得高质量的打印零件,工艺参数的优化是至关重要的。
本文将探讨金属粉末3D打印技术中的工艺参数优化的相关内容。
首先,我们来介绍一些常用的工艺参数。
在金属粉末3D打印中,常见的工艺参数包括激光功率、扫描速度、扫描策略、层厚、激光束直径等。
激光功率决定了熔化金属粉末的能力,过高的功率可能导致零件表面的气孔和裂纹,而过低的功率则可能导致无法完全熔化金属粉末。
扫描速度和扫描策略决定了激光的作用时间和路径,这也直接影响到零件的质量。
层厚则决定了打印零件的分辨率,过高的层厚可能导致表面粗糙度增加,过低的层厚则会增加打印时间。
激光束直径则会影响到打印零件的熔化深度和形状精度。
优化这些工艺参数的目标是获得具有理想性能的打印零件。
为了实现这一目标,首先需要考虑材料的特性。
不同的金属材料具有不同的熔点、热导率和热膨胀系数等特性,因此需要根据具体材料来选择工艺参数。
其次,需要进行试验和实践来确定最佳的工艺参数。
可以通过制定一系列试验计划,针对不同的工艺参数进行打印,并评估打印零件的质量。
通过比较不同参数下的零件质量并结合经验,逐步优化工艺参数。
除了材料特性和试验实践,还可以借助计算机模拟和建模来辅助工艺参数的优化。
通过建立热力学、传热学和力学模型,可以预测不同工艺参数下的熔化、凝固和残余应力等现象,从而优化工艺参数。
计算机模拟可以节省时间和成本,并为工艺参数优化提供指导。
此外,工艺参数的优化还需要考虑到制造过程中的其他因素。
例如,打印机的预热温度和环境温度会影响到零件的质量和打印速度。
另外,粉末层的均匀性和粉末供给的稳定性也是影响工艺参数优化的关键因素。
因此,在优化工艺参数时,还需要综合考虑这些因素,并寻找最佳的平衡点。
总结起来,金属粉末3D打印技术中的工艺参数优化是确保打印零件质量的关键步骤。
3D打印金属材料的使用方法与注意事项
3D打印金属材料的使用方法与注意事项随着科技的不断发展和创新,3D打印技术逐渐深入各行各业,并在制造业中扮演越来越重要的角色。
其中,3D打印金属材料的应用尤为广泛,可以用于制造复杂结构的金属零部件、原型模型以及个性化的艺术品等。
本文将介绍3D打印金属材料的使用方法和注意事项,帮助读者更好地了解这项技术。
使用方法:1. 设计模型:首先,需要使用计算机辅助设计软件(CAD)来绘制所需的模型。
在设计过程中,需要考虑到材料的特性以及实际应用的要求。
注意,由于3D打印金属材料所需时间和成本相对较高,因此在设计时务必进行充分的优化和验证。
2. 选择合适的3D打印机:不同的3D打印机适用于不同类型的金属材料。
常见的金属材料有不锈钢、钛合金、镍基合金等。
因此,在选择3D打印机时需要明确所需的金属材料并与供应商进行沟通。
3. 准备打印机:在使用3D打印机之前,需要进行必要的准备工作。
首先,确保打印机工作区域的清洁和整洁,以防止杂质对打印过程产生影响。
然后,根据材料的要求,设置合适的打印温度、速度、压力等参数。
最后,装载金属粉末或丝材料到打印机中。
4. 打印模型:在正式进行打印之前,建议先进行试打印,以检验是否存在潜在的问题。
一旦确认一切正常,开始正式的打印过程。
在打印过程中要保持环境的稳定,避免外部震动和干扰对打印结果的影响。
5. 后续处理:当打印完成后,需要进行后续的处理工作。
这包括去除支撑结构、清理零件表面、进行热处理等步骤。
这些步骤的目的是使打印出来的零件达到预期的质量要求。
注意事项:1. 安全措施:在使用3D打印机时,需要遵守相应的安全规定。
由于3D打印金属需要高温和高压,所以要保证工作区域通风、穿戴适当的个人防护用具,并遵循操作手册中的指导。
2. 选择合适的材料:不同的金属材料具有不同的特性和应用范围。
因此,在选择材料时需要考虑所需的强度、耐磨性、耐腐蚀性等要素。
此外,金属粉末的质量和纯度也是影响打印质量的重要因素。
3d打印粉末循环标准
3d打印粉末循环标准
3D打印粉末循环标准是指在3D打印粉末床中循环使用粉末
的一套规范和要求。
以下是一些常见的3D打印粉末循环标准:
1. 粉末质量控制:粉末应符合一定的质量标准,包括粒度大小、粉末形状和化学成分等。
这有助于保持打印粉末的一致性和稳定性。
2. 粉末回收和过滤:在打印过程中,未被固化的粉末可以被回收和重复使用。
然而,在回收之前,需要对粉末进行过滤和去除杂质,以确保回收的粉末的质量。
3. 粉末贮存和管理:回收的粉末应妥善存放,防止潮气和污染物的侵入。
还应建立粉末管理系统,对粉末进行追踪和记录,确保其使用和存储的可追溯性。
4. 粉末再处理:经过多次的循环使用后,粉末可能会发生改变,如粒度变细、化学成分变化等。
因此,需要对经过多次使用的粉末进行再处理和调整,以保持其适用性。
5. 粉末生命周期管理:对于3D打印粉末的使用寿命和安全性,应进行定期的评估和管理。
一旦粉末达到其使用寿命或发生质量问题,应及时更换或淘汰。
这些标准和要求有助于确保3D打印过程中粉末的质量和稳定性,同时减少资源浪费和环境污染。
3D打印用高品质316H金属粉末制备工艺研究
3D打印用高品质316H金属粉末制备工艺研究3D打印用高品质316H金属粉末制备工艺研究引言:近年来,随着3D打印技术的快速发展,金属3D打印逐渐成为制造业的热点领域之一。
而金属粉末的质量直接影响着3D打印的成品质量,因此,研究高品质316H金属粉末的制备工艺变得尤为重要。
本文旨在研究优化316H金属粉末的制备过程,提高其粉末质量,为金属3D打印技术的进一步发展提供有力支持。
一、316H金属粉末的特性316H是一种高温和高碳含量环境下耐腐蚀的金属材料。
其具有良好的高温强度、耐热性和耐氧化性,适用于制造需要耐腐蚀性能和高强度的部件。
由于其高温性能的要求,制备高品质的316H金属粉末至关重要。
二、316H金属粉末制备工艺1. 原料选择:优质的316H金属原料是制备高品质金属粉末的基础。
应选择纯度高、成分稳定的316H金属作为原料。
2. 粉末加工:经过粉末冶金及机械加工等环节,将316H金属原料转化为粉末。
粉末冶金工艺可以包括球磨、气雾化或水雾化等方法,以获得均匀细小的316H金属粉末。
3. 表面处理:对粉末进行表面处理可以更好地改善金属粉末的流动性和粒子的分散性。
可以采用化学方法进行表面处理,如酸洗、酸蚀等。
4. 粉末筛选:通过筛选工艺去除粉末中的杂质和大颗粒,提高316H金属粉末的纯度和均匀性。
三、制备工艺参数的优化1. 气雾化工艺参数的优化:气雾化是一种常用的金属粉末制备方法之一。
在气雾化过程中,需要控制气雾化器的温度、压力和喷嘴形状等参数,来获得均匀细小的316H金属粉末。
温度过高可能引起粉末粒子聚团现象,而温度过低则可能导致粉末不均匀。
2. 球磨时间的优化:球磨是一种常用的粉末冶金方法,可以将金属块研磨成粉末。
需要优化球磨时间来控制金属粉末的粒度和形状。
过长的球磨时间会导致粉末颗粒过细,而过短的球磨时间则会导致粉末颗粒不均匀。
3. 表面处理工艺的优化:表面处理可以改善金属粉末的流动性和粒子分散性。
金属3D打印技术粉末成型工艺方法【精编汇总】
金属3D打印技术粉末成型工艺方法【精编汇总】金属3D打印技术粉末成型工艺方法汇总内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理!更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展.3D打印金属粉末作为金属零件3D打印产业链重要的一环,也是价值所在。
在“2013年世界3D打印技术产业大会”上,世界3D打印行业的权威专家对3D打印金属粉末给予明确定义,即指尺寸小于1mm的金属颗粒群。
包括单一金属粉末、合金粉末以及具有金属性质的某些难熔化合物粉末。
目前,3D打印金属粉末材料包括钴铬合金、不锈钢、工业钢、青铜合金、钛合金和镍铝合金等。
但是3D打印金属粉末除需具备良好的可塑性外,还必须满足粉末粒径细小、粒度分布较窄、球形度高、流动性好和松装密度高等要求。
金属粉末由于应用及后续成型工艺要求不同,其制备方法也是各有不同,按制备过程主要包括物理化学法和机械法两种。
在粉末冶金工业中,电解法、还原法以及雾化法等制备工艺方法应用广泛,但需要注意的是,电解法和还原法都有着一定的局限性,不适用于合金粉末制备。
当前增材制造用金属粉末主要集中在钛合金、高温合金、钴铬合金、高强钢和模具钢等材料方面。
为满足增材制造装备及工艺要求,金属粉末必须具备较低的氧氮含量、良好的球形度、较窄的粒度分布区间和较高的松装密度等特征。
等离子旋转电极法(PREP)、等离子雾化法(PA)、气雾化法(GA)以及等离子球化法(PS)是当前增材制造用金属粉末的主要制备方法,四者均可制备球形或近球形金属粉末。
金属的粉末制备方法1.等离子旋转电极法(PREP)等离子旋转电极法PREP(Plasma Rotating Electrode-comminuting Process)是俄罗斯发展起来的一种球形粉末制备工艺。
陕西非凡士三维科技教你3D打印模型时的四大技巧
西安3D打印教你3D打印模型时的四大技巧西安3D打印分享了在3D打印模型时的四个技巧,相信会对一些刚刚接触3D打印的爱好者们有所帮助。
(一)45度法则记住45度法则。
任何超过45度的突出物都需要额外的支撑材料或是高明的建模技巧来完成模型打印,设计你自己的支撑或连结物件(锥形物或是其他的支撑材料),并将它们设计进你的模型之中。
(二)尽量避免在设计时使用支撑材料虽然支撑用的演算法随着时间一直在进步,但是支撑材料在去除后仍会在模型上留下很丑的印记,而去除的过程也会非常耗时。
尽量在没有支撑材料的帮助下设计你的模型,让它可以直接进行3D打印。
(三)尽量自己设计打印底座善用“老鼠耳朵(mouseear)”。
“老鼠耳朵”是一种圆盘状或是圆锥状的底座,把它们设计到你的模型之中,不要使用软体内建的底座模型。
东尼.布塞尔(TonyBuser)的“火箭尾翼(MouseEaredRocketFincan)”和凯西的“温莎椅(WindsorChairs)”都是善用这个设计巧思的杰出例子。
不要使用内建的打印底座(raft),它会拖累你的打印速度,此外根据不同软体或是打印机的设定,内建的打印底座可能会难以去除并且损坏模型的底部。
(四)了解自己打印机的极限了解自己模型的细节,有没有一些微小的凸出物或是零件因为太小而无法使用桌面型3D打印机打印呢?在你的打印机中,有一个很重要但常常被忽略的变数,那就是线宽(threadwidth)。
线宽是由打印机喷头的直径来决定的,大部分的打印机拥有直径是0.4mm或是0.5mm 的喷头。
事实上,3D打印机画出来的圆,大小都会是线宽的两倍。
举例来说:一个0.4mm 的喷头画出来的圆最小直径是0.8mm,而0.5mm的喷头画出来的最小直径则是1mm。
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非凡士3D打印分享3D打印技术对金属粉末有什么要求与传统的工业制造方式相比,3D打印工艺几乎不会造成金属材料浪费,而且这种“增材制造”直接成形的特点使得产品在生产过程中的设备问题大大减少。
下面,我们一起与银纳科技一起来看看,3D打印技术对金属3D打印粉末有什么要求?
金属粉体材料是金属3D打印工艺的原材料,其粉体的基本性能对最终的成型的制品品质有着很大的关系。
金属3D打印对于粉体的要求主要在于化学成分、颗粒形状、粒度及粒度分布、流动性、循环使用性等。
1、化学成分
原料的化学主要成分包括金属元素和杂质成分,主要金属元素常用的有Fe、Ti、Ni、Al、Cu、Co、Cr以及贵金属Ag、Au等。
杂质成分有还原铁中的Si、Mn、C、S、P、O 等,从原料和粉末生产中中混入的其他杂质等,粉体表面吸附的水及其他气体等。
在成型过程过程,杂质可能会与基体发生反应,改变基体性质,给制件品质带来负面的影响。
夹杂物的存在也会使粉体熔化不均,易造成制件的内部缺陷。
粉体含氧量较高时,金属粉体不仅易氧化,形成氧化膜,还会导致球化现象,影响制件的致密度及品质。
因此,需要严格控制原料粉体的杂质及夹杂以保证制品的品质,所以,3D打印用金属粉体需要采用纯度较高的金属粉体原料。
2、颗粒形状、粉体粒度及粒度分布
a、形状要求。
常见的颗粒的形状有球形、近球形、片状、针状及其他不规则形状等。
不规则的颗粒具有更大的表面积,有利于增加烧结驱动。
但球形度高的粉体颗粒流动性好,送粉铺粉均匀,有利于提升制件的致密度及均匀度。
因此,3D打印用粉体颗粒一般要求是球形或者近球形。
b、粉体粒度及粒度分布。
研究表明,粉体是通过直接吸收激光或电子束扫描时的能量而熔化烧结,粒子小则表面积大,直接吸收能量多,更易升温,越有利于烧结。
此外,粉体粒度小,粒子之间间隙小,松装密度高,成形后零件致密度高,因此有利于提高产品的强度和表面质量。
但粉体粒度过小时,粉体易发生粘附团聚,导致粉体流动性下降,影响粉料运输及铺粉均匀。
所以细粉、粗粉应该以一定配比混合,选择恰当的粒度与粒度分布以达到预期的成形效果。
3、粉体的工艺性能要求
粉体的工艺性能主要包括松装密度、振实密度、流动性和循环利用性能。
a、松装密度是粉末自然堆积时的密度,振实密度是经过振动后的密度。
球形度好、粒度分布宽的粉末松装密度高,孔隙率低,成形后的零件致密度高成形质量好。
b、流动性。
粉体的流动性直接影响铺粉的均匀性或送粉的稳定性。
粉末流动性太差,易造成粉层厚度不均,扫描区域内的金属熔化量不均,导致制件内部结构不均,影响成形质量;而高流动性的粉末易于流化,沉积均匀,粉末利用率高,有利于提高3D 打印成形件的尺寸精度和表面均匀致密化。
c、循环性能。
3D打印过程结束后,留在粉床中未熔化的粉末通过筛分回收仍然可以继续使用。
但长时间的高温环境下,粉床中的粉末会有一定的性能变化。
需要搭配具体工艺选用回收率。