等離子法高調(diào)挑戰(zhàn)霧化法 3D金屬粉體迎來變革？

日前，加拿大基于等離子體制造的PyroGenesis（下稱PG）公司宣布，將公開展示其推出的3D打印鈦合金粉體的分析測試性能，實驗將利用尖端的數(shù)字成像技術(shù)分析包括球形度、密度以及純度方面的結(jié)果。據(jù)小編所知，這也是目前全球第二家利用等離子技術(shù)生產(chǎn)3D打印金屬粉體的公司。

在測試過程中，PG公司的鈦粉將使用尼康的X射線m-CT系統(tǒng)掃描，相對于像素的體素為1.1立方微米，并且會利用一種直觀的多尺度多模態(tài)圖像數(shù)據(jù)檢測平臺，對粉末的長徑比、當(dāng)量直徑、體積和孔隙率進(jìn)行評價。PG的首席技術(shù)官稱，之后還將展示利用選擇性激光熔化（SLM）打印機(jī)現(xiàn)場打印部件，并測試該部件的性能參數(shù)，以此來評價等離子技術(shù)生產(chǎn)的鈦粉。

通常來說，金屬粉體的形狀大小往往不規(guī)則，外形經(jīng)常呈現(xiàn)棱角或者鋸齒狀，從而在通過軟管或者鋪在打印床上時出現(xiàn)彼此勾連。金屬粉末的球形化則是一種在金屬粒子飛行過程中對其進(jìn)行熔化和重塑的工藝。具體的說就是將金屬粉體噴入一股感應(yīng)等離子體流，在極高的溫度下，這些粉體會立刻熔化，然后在表面張力的作用下自動變成球形。而這些球形的液態(tài)金屬滴一旦離開等離子流就會立即冷卻、硬化成球形的顆粒。

2016年2月，全球首家等離子球化粉體企業(yè)，英國金屬粉體材料和技術(shù)制造商LPW Technology正式運行投產(chǎn)。當(dāng)時，除了制造出鉭、鎢和包括Ti-6Al-4V在內(nèi)的鈦合金粉體，他們還瞄準(zhǔn)了鉬、鈮，以及其他鎳基高溫合金等難熔金屬粉體。

3D打印金屬粉體球形化的好處

最主要的就是材料的流動性大幅增加，而且完美的球形導(dǎo)致粉末能夠更緊密的堆積。當(dāng)這種粉體在基于粉末床技術(shù)的3D打印機(jī)上使用時，所產(chǎn)生的部件無論是密度還是強(qiáng)度都比未經(jīng)處理的粉體更好。

此外，與常規(guī)霧化的粉末相比，其表面的污染水平明顯減少，這不僅意味著制造中多出來的鈦粉可以多次重復(fù)使用，而且可以進(jìn)一步提高粉體的流動性。它還能夠生成更為堅固和具有更好機(jī)械性能的3D打印部件。

除此之外，使用等離子球形化技術(shù)生產(chǎn)的金屬粉體材料有一個額外的好處，就是多出的材料是可以回收的。尤其是那些在金屬3D打印機(jī)上使用幾次之后含氧量增加的粉體。