增材制造在金屬粉末性能表征方法及應用
發(fā)布時間： 2023-11-18 13:47:33 點擊： 571
增材制造 金屬粉末性能表征方法及應用
增材制造（Additive Manufacturing，AM）是一種采用材料逐漸累加的方法制造實體零件的技術(shù)，也稱為快速原型制造（Rapid Prototyping）、三維打印(3D Printing )、實體自由制造(Solid Free-form Fabrication)等。它是一種自下而上的制造方法，相對于傳統(tǒng)的材料去*除－切削加工技術(shù)，具有制造周期短、節(jié)省材料、提高生產(chǎn)效率等優(yōu)點。
增材制造技術(shù)可以應用于各種領(lǐng)域，如航空航天、汽車、醫(yī)*療、建筑等。在航空航天領(lǐng)域，增材制造技術(shù)可以用于制造高性能的輕量化零件，提高飛機和火箭的性能。在汽車領(lǐng)域，增材制造技術(shù)可以用于制造復雜的汽車零部件，提高生產(chǎn)效率和降低成本。在醫(yī)*療領(lǐng)域，增材制造技術(shù)可以用于制造個性化的醫(yī)*療器械和生物植入物等。
增材制造技術(shù)有多種實現(xiàn)方式，如粉末燒結(jié)、光固化、熔融沉積等。其中，粉末燒結(jié)和光固化是目前應用最廣泛的增材制造技術(shù)。粉末燒結(jié)技術(shù)是將粉末材料逐層鋪展在基板上，通過高溫燒結(jié)將粉末顆粒結(jié)合在一起，形成三維實體。光固化技術(shù)則是將光敏樹脂作為原料，通過激光或其他光源照射將樹脂固化成三維實體。
增材制造技術(shù)的應用和發(fā)展受到許多因素的影響，如技術(shù)進步、政策支持、市場需求等。隨著技術(shù)的不斷進步和應用領(lǐng)域的不斷拓展，增材制造技術(shù)將在未來的發(fā)展中發(fā)揮更加重要的作用。
增材制造金屬粉末性能的表征方法主要包括以下方面：
外觀質(zhì)量：通過觀察金屬粉末的外觀，可以初步判斷其質(zhì)量和均勻性。金屬粉末應呈球形，表面光滑，無氣泡、裂紋和明顯的大小差異。
化學成分：通過化學分析方法可以確定金屬粉末的化學成分，如碳、硅、錳、磷、硫等元素含量。這些成分對金屬粉末的物理和機械性能有重要影響。
粒度及粒度分布：金屬粉末的粒度大小和分布對其可加工性和使用性能具有重要影響。通過激光粒度儀等設(shè)備可以測定金屬粉末的粒度范圍和粒度分布曲線。
顆粒粒形：金屬粉末的顆粒形狀會影響其流動性和填充能力。常見的顆粒形狀有球形、多面體形、片狀等。顆粒粒形可通過掃描電子顯微鏡（SEM）等進行觀察。
流動性：金屬粉末的流動性對其在增材制造過程中的填充能力和層間附著力有重要影響。通過測定金屬粉末在規(guī)定條件下的流動時間，可以評估其流動性。
密度：金屬粉末的密度對其可加工性和使用性能有一定影響。通過測量金屬粉末的質(zhì)量和體積，可以計算其密度。
夾雜物及空心粉：金屬粉末中可能含有夾雜物和空心粉，這些缺陷會影響其使用性能。通過觀察金屬粉末的外觀和SEM圖像等手段，可以檢測夾雜物和空心粉的存在。
金屬粉末性能綜合反映了金屬本身的性質(zhì)和單個顆粒的性狀及顆粒群的特性。其性能大致可以分為化學性能、物理性能和工藝性能三類。
化學性能：主要指金屬含量和雜質(zhì)含量。
物理性能：包括粉末的平均粒度和粒度分布、粉末的比表面和真密度、顆粒的形狀、表面形貌和內(nèi)部顯微結(jié)構(gòu)。此外，對某些特殊用途還要求粉末具有其他的化學和物理特性，如催化性能、電化學活性、耐蝕性能、電磁性能、內(nèi)摩擦系數(shù)等。
工藝性能：是一種綜合性能，包括粉末的流動性、松裝密度、振實密度、壓縮性、成形性等。
