3D打印金属粉体目前到底有多受重视? 2016年12月,美国Ames实验室和橡树岭实验室从美国能源部先进制造办公室获得了500万美元的研发基金,用以改善增材制造金属合金粉末研发生产,由此便可见一斑。
在2015年Ames实验室已经取得了喜人的进展,研究人员通过先进的气体雾化工艺,开发出了颗粒一致性和表面光滑度都更好的球形粉末。
“传统的金属粉末颗粒大小不一、边缘粗糙,当把它们放在一起时,它们不会自然流动,因此在制造过程中需要一个脉冲机制或一个搅拌器,而这提高了生产线成本”,研发人员称。Ames实验室目前所用的气体雾化方法生产出的金属粉末是由一颗颗十分光滑的球形颗粒组成的,流动性非常好。一个简单的沙漏测试揭示了该材料的好处:当沙漏翻转时,传统制造的粉末不是很流畅地通过沙漏的颈部,而且当停止和启动,需要被摇晃一下。另一方面,气体雾化的Ames粉末顺利且快速地通过沙漏。
该方法的关键在于他们发明的一个内流熔融热导管。气体雾化依靠高压气流将熔融金属分解成微小颗粒,从而产生粉末。金属先在实验室的感应炉里熔化,然后进入一个雾化喷嘴。从氩气到氦气的几种气体射流以一种紧凑的模式对准熔融金属,迫使液化金属直接与气流强大的动能耦合。这一过程创造出一个受控的液滴喷射,随后液滴冷却并快速固化。这样就产生了大小一致的光滑球形粉末颗粒。这些粉末甚至可以根据不同的行业需求和研究需要而定制。
使用气体雾化法,Ames实验室已经生产粉末状的铁、铝、镍、铜、锡、镁等。当然钛是重点,该实验有观点称,钛粉决定着高品质金属3D打印的未来。未来该实验室的目标是将这项技术产业化,寻求将自己定位为增材制造公司定制金属粉末的供应商。当然,该技术仍有提升空间,美国普莱克斯(Praxair)已经取得了该实验室的钛雾化技术专利。
参考来源:3D虎
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