增材制造在金屬粉末性能表征方法及應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間： 2023-11-18 13:47:33 點(diǎn)擊： 406
增材制造 金屬粉末性能表征方法及應(yīng)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(shí)體零件的技術(shù)，也稱(chēng)為快速原型制造（Rapid Prototyping）、三維打印(3D Printing )、實(shí)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(duì)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(diǎn)。
增材制造技術(shù)可以應(yīng)用于各種領(lǐng)域，如航空航天、汽車(chē)、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(jī)和火箭的性能。在汽車(chē)領(lǐng)域，增材制造技術(shù)可以用于制造復(fù)雜的汽車(chē)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(gè)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(shí)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(yīng)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(guò)高溫?zé)Y(jié)將粉末顆粒結(jié)合在一起，形成三維實(shí)體。光固化技術(shù)則是將光敏樹(shù)脂作為原料，通過(guò)激光或其他光源照射將樹(shù)脂固化成三維實(shí)體。
增材制造技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展受到許多因素的影響，如技術(shù)進(jìn)步、政策支持、市場(chǎng)需求等。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，增材制造技術(shù)將在未來(lái)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(guò)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(yīng)呈球形，表面光滑，無(wú)氣泡、裂紋和明顯的大小差異。
化學(xué)成分：通過(guò)化學(xué)分析方法可以確定金屬粉末的化學(xué)成分，如碳、硅、錳、磷、硫等元素含量。這些成分對(duì)金屬粉末的物理和機(jī)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(duì)其可加工性和使用性能具有重要影響。通過(guò)激光粒度儀等設(shè)備可以測(cè)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(huì)影響其流動(dòng)性和填充能力。常見(jiàn)的顆粒形狀有球形、多面體形、片狀等。顆粒粒形可通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）等進(jìn)行觀察。
流動(dòng)性：金屬粉末的流動(dòng)性對(duì)其在增材制造過(guò)程中的填充能力和層間附著力有重要影響。通過(guò)測(cè)定金屬粉末在規(guī)定條件下的流動(dòng)時(shí)間，可以評(píng)估其流動(dòng)性。
密度：金屬粉末的密度對(duì)其可加工性和使用性能有一定影響。通過(guò)測(cè)量金屬粉末的質(zhì)量和體積，可以計(jì)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(huì)影響其使用性能。通過(guò)觀察金屬粉末的外觀和SEM圖像等手段，可以檢測(cè)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(gè)顆粒的性狀及顆粒群的特性。其性能大致可以分為化學(xué)性能、物理性能和工藝性能三類(lèi)。
化學(xué)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(duì)某些特殊用途還要求粉末具有其他的化學(xué)和物理特性，如催化性能、電化學(xué)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(dòng)性、松裝密度、振實(shí)密度、壓縮性、成形性等。
