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什么会影响AM中金属粉末的重复利用? 

2020-06-09 08:42 发布

3D打印机器制作 /[材料] /转载
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在过去的十年中,金属增材制造在工业领域占据了主导地位。该技术仍被广泛用于原型制作,它正逐渐达到成熟状态,这将使最终使用零件的批量生产成为可能。金属增材制造工艺通常依靠粉末(有时是金属丝)制造零件。在金属增材制造开始之初,制造商无法获得专门为3D打印设计的金属粉末;因此,他们必须处理常规规格的粉末而导致部分浪费。如今,购买具有正确规格的3D打印粉末相对容易。问题是制造商可以有效地重复利用剩余的金属粉末吗?

我们今天就来探讨一下金属粉末的可重复使用性问题。你们中许多人都知道,与常规制造技术相比,增材制造的好处之一是可以回收材料。关键是将粉末保持在AM工艺的正确规格下。在最流行的金属3D打印过程中,也称为激光粉末床融合(LPBF),仅将少量材料融合在一起就可以创建物体,其余的则保持不变。

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激光粉末床融合工艺

因此,可回收性在很大程度上取决于所使用的材料-每种材料的使用期限都不同。雷尼绍高级应用工程师Lucy Grainger说:“ 在化学性能方面,各种钢不像钛或铝合金那样容易降解。通常,粉末尺寸的分布需要像钟形曲线型分布。粉末通常需要呈球形而不是角形,以使其易于流动。因此,当我们给各层加料时,每次都是一致且可重复的。” 本质上,材料的重复利用受材料在没有成型之前会降解多少的限制。

每种粉末的性能会因所使用的系统而异,这是某些制造商可能无法考虑的信息。但是,了解材料在机器上的工作方式非常关键,这意味着必须事先进行验证实验。此外,您要创建的零件类型将影响粉末的可重复使用性。例如,复杂的零件(例如晶格结构)将比简单零件(其中热影响区仅在边缘)具有更多的热影响区。考虑到粉末越靠近发生熔化过程的热源,其老化速度越快,复杂的零件将使更多的粉末老化。

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图片来源:EOS

最后,影响金属粉末重复利用的因素还包括3D打印机的架构。露西·格兰杰(Lucy Grainger)补充道:“ 借助粉末化学,几乎所有内容都与构建室内的环境有关。一旦机器对粉末发射激光并将其加热,取决于材料,熔化的材料和受热影响区域中的颗粒将吸入腔室内可用的任何氧气,氮气和水分子。” 因此,正确密封的构建室可以通过阻止空气和湿气进入构建室的大气来延长材料的再利用周期。
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