粉末冶金是3D打印的關(guān)鍵
3D打印的迅猛發(fā)展已經(jīng)在我們現(xiàn)實生活中逐漸的得到應(yīng)用。金屬粉末在生產(chǎn)中是非常關(guān)鍵的一部分但又常常被忽視。當(dāng)在工業(yè)中需要具有優(yōu)越機械特性的高品質(zhì)特殊金屬時，合金金屬粉末又顯示出增長的態(tài)勢。
在3D打印市場中，激光或者電子束使用一直是主要的話題，但是粉末冶金在增材制造中卻是最基礎(chǔ)的要素。高能量的激光束融化了金屬粉末，再最終通過逐層打印出最終的產(chǎn)品。增材制造在近些年獲得巨大的發(fā)展。在工業(yè)中，它成為了生產(chǎn)非常精細(xì)零部件的首選媒介。主要應(yīng)用在航空和醫(yī)療設(shè)備中，提供高精密度的產(chǎn)品。金屬粉末的化學(xué)、物理特性對最終產(chǎn)品的持久性變得非常有必要。
初期的3D打印生產(chǎn)商主要依賴于在當(dāng)前市場可用的金屬粉末。但隨著時代的發(fā)展，提供金屬粉末的生產(chǎn)商要去使自己的材料滿足現(xiàn)代科技的特殊要求。大多數(shù)的3D打印科技發(fā)展是圍繞著金屬粉末，金屬粉末3D打印因為其復(fù)雜度已經(jīng)得到實現(xiàn)，市場也逐漸把目光轉(zhuǎn)移到這一塊。粉末技術(shù)也在不斷的改進(jìn)變化，為了讓這項技術(shù)達(dá)到更好的效果，就需要高品質(zhì)的金屬粉末作為原材料。
美國卡朋特技術(shù)有限公司（carpenter）投資2,000萬美元用于超級合金粉末。美國阿勒格尼技術(shù)有限公司（ATI）在最近宣布將擴大鎳基合金粉末的生產(chǎn)產(chǎn)能來滿足日益增長的需求。一些著名的國家公共實驗室也在與工業(yè)合作金屬粉末的相關(guān)研究，試圖找到哪一種粉末能成為理想型，是什么因素在影響它的的質(zhì)量。
3D打印中所使用的金屬合金粉末所包含的物質(zhì)要比單純金屬碎屑、粉末多的多。制造業(yè)中所使用的合金包括：鈦、不銹鋼、工具鋼、鋁和鈷鉻合金都可以轉(zhuǎn)化成金屬粉末，就像加工成棒材一樣。一些金屬通過力學(xué)破碎成集合的形式，如同碎石一樣，但是這種形式的粉末并不能在3D打印中使用。
對于增材制造來說，每一個顆粒都必須是完美，就金屬組成物外形來看幾乎是外形完全相同的球形。最具代表性的是采用氣體霧化的過程形成顆粒。也有其他方式：液體霧化和離心霧化。在霧化過程中，熔融金屬通過狹窄的開口，如同噴嘴一樣，在噴出時與氣體相沖擊。這一過程將蒸汽形成微小的滴狀，進(jìn)而在金屬在未聚集前進(jìn)行冷卻和凝固。美國一家材料試驗組織對增材制造中所使用的材料提出了規(guī)范，該組織認(rèn)為金屬粉末的化學(xué)控制、堆積密度、粒徑分布及流動性就要與最終產(chǎn)品保持一樣。相同的品質(zhì)質(zhì)量也決定著最終產(chǎn)品的品質(zhì)。我們在要求最終產(chǎn)品在強度和延展性時，這兩個要求都取決于金屬粉末的品質(zhì)質(zhì)量。金屬粉末的化學(xué)性質(zhì)起著重要的作用。如果金屬粉末的化學(xué)性質(zhì)不符會導(dǎo)致最終產(chǎn)品的不理想，也不會達(dá)到預(yù)期的機械性能。專家Dehoff認(rèn)為：3D打印將會是一場顛覆性的技術(shù)?，F(xiàn)在金屬粉末變得非常有前景，并且開始得到工業(yè)的關(guān)注。在我們未來前進(jìn)的道路上，它將幫助我們?nèi)ブ圃旄咂焚|(zhì)的產(chǎn)品。
2015.8.18
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