低成本制粉技术:金属研磨生产3D打印粉末材料

  2022年4月14日,南极熊获悉,来自印度科学研究所(IISc)的研究人员开发了一种新的基于磨蚀的方法,可用于生产3D打印金属粉末。

  这种方法旨在提供一种替代雾化制粉的方法,目前大多数金属粉末是通过雾化技术生产的。在雾化过程中,气体或水射流被用来将熔化的金属流分解成微小的液滴,这些液滴在冷却后形成粉末颗粒。

  △通过研磨的粉末生产方法示意图。(a) 通过表面研磨去除的材料被收集、筛分和加热,然后再用于DED工艺。相应的SEM图像显示 相应的SEM图像显示了所产生的粉末中球状颗粒的分布。(b) 单个颗粒的SEM图像显示出完美的球形形状 和表面上的树枝状物。(c) 最终粉末中的颗粒大小分布显示了一个尺寸

  尽管雾化制粉是很通用,但基于雾化的粉末生产可能存在材料产量低、成本高的问题,而且它只与有限的金属兼容。IISc的新方法旨在解决这些不足之处。

  IISc产品设计和制造中心的博士生PritiRanjan Panda说:我们有一个替代的、更经济的、内在可扩展的金属粉末制造路线,与传统的气雾化粉末相比,最终粉末的质量似乎非常有竞争力。

  在制造业领域,从金属研磨过程中清除的废料被称为金属屑。这些金属碎屑通常是细长条的形状,但也可能包括球形的粉末颗粒。

  根据IISc团队的说法,长期以来,人们认为这些球形的金属屑颗粒在研磨过程中经历了熔化过程,这就是使它们首先成为完美球体的原因。因此,研究人员理论上认为,他们可以将金属研磨这一基于磨蚀的过程应用于3D打印粉末的生产。

  研究表明,由于金属表面氧化产生的高热导致熔化,进而形成粉末状金属颗粒。研究人员改进了研磨方法,并对其进行了优化,以生产大量的铁基3D打印粉末,他们声称这种粉末的性能与商业气体雾化的同类产品相当。研磨技术也明显比气体雾化更具成本效益。

  该研究的主要作者Koushik Viswanathan表示,由于金属3D打印技术具有定制和设计自由的优点,最近人们对采用这种技术的兴趣很大。然而,今天的金属粉末的昂贵性质已被证明是许多公司的一个障碍,所以仍然需要更便宜和更容易获得的粉末。

  该研究的共同作者Harish Singh Dhami补充说:降低AM工艺的成本(通过经济型粉末)可以拓宽生物医学植入物制造等情况下的材料范围,白小姐禁一肖,这些材料可以变得更便宜和更容易获得。

  此外,该团队认为,他们的基于磨蚀的方法在其他高性能工业应用中也有潜力,包括航空航天发动机的部件。

  粉末3D打印材料的行业一如既往地活跃。就在最近,总部位于瑞典的材料公司Gränges Powder Metallurgy推出了其首款增材制造粉末。澳门三合官方正版图库,作为该公司DISPAL系列材料的一部分,AM S220(AlSi35)是一种适用于激光粉末床熔融的高性能铝合金。该材料的特点是高硬度、低热膨胀、出色的磨损和撕裂行为、良好的可加工性和低密度。

  在其他地方,总部设在德国的智能材料开发商Infinite Flex最近推出了它声称是世界上第一个用于SLM 3D打印的纯铜粉。该材料被称为INFINITE POWDER Cu 01,已经在EOS M290和TRUMPFTruPrint 1000等一些标准的SLM 3D打印机上成功进行了测试,现在已经投入商业使用。