氣體對金屬3D打印物體有何影響？
近日，LPW技術(shù)公司發(fā)布了氣體對3D打印金屬物體影響的研究報告。研究表明，氧對材料性能有著顯著的損害影響，3D打印機(jī)中使用的金屬粉末應(yīng)盡可能定期更換。
LPW提供用于3D打印機(jī)的金屬粉末。它提供鋁、鈷、銅、鎳以及其他定制合金的產(chǎn)品。它們被優(yōu)化用于使用SLM和SLS技術(shù)的3D打印機(jī)。在這些3D打印工藝中，使用高能束（通常是激光）來快速熔化金屬粉末床的選定部分，逐漸地形成所需的形狀。3D打印通常發(fā)生在密封的室內(nèi)，因為該過程的許多副產(chǎn)物可能是有害的或有毒的。此外，必須盡可能地減少金屬和大氣之間的任何反應(yīng)，特別是氧氣和氮?dú)狻＿@是通過用惰性氣體“毯”填充室，或者優(yōu)選地通過產(chǎn)生真空來實現(xiàn)的。然而，這兩種技術(shù)都不能完全消除與氧的相互作用，一些金屬粉末會與大氣融合，從而導(dǎo)致雜質(zhì)。隨著3D打印機(jī)再次使用相同的粉末床，隨后的打印作業(yè)將逐漸增加雜質(zhì)的量，這可能會導(dǎo)致各種各樣的問題。
據(jù)悉，LPW的研究是使用鎳基超級合金進(jìn)行的，鎳基超合金在設(shè)計成具方面有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、優(yōu)異的耐腐蝕性和良好的表面穩(wěn)定性的材料。結(jié)果表明，隨著3D打印機(jī)的循環(huán)次數(shù)增加，金屬粉末基體中的氧雜質(zhì)量相應(yīng)增加。這通常是線性進(jìn)展。隨著雜質(zhì)的量越過特定限度，最終3D打印部件的材料性能的質(zhì)量開始明顯變差。
數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)金屬粉末中的氧濃度超過200ppm時，最終產(chǎn)品將顯著變化。拉伸強(qiáng)度和延展性顯示出受到大氣中雜質(zhì)的影響。氫或氮?dú)庖部赡芤鹆硗獾碾s質(zhì)，即使在非常小的濃度下也不利于構(gòu)建質(zhì)量最佳的3D打印金屬物件。
因此，LPW建議，定期維護(hù)粉末床是十分有必要性的。研究報告指出，與客戶保持密切的關(guān)系需要提供最合適的粉末規(guī)格。真空霧化過程被認(rèn)為是關(guān)鍵應(yīng)用的最佳方法。雖然3D打印塑料仍然主要用于原型設(shè)計，但是例如，添加劑制造現(xiàn)在是構(gòu)建航空航天工業(yè)中金屬部件最終版本的主要解決方案。材料屬性在這一領(lǐng)域至關(guān)重要，其意義在于3D打印技術(shù)必須通過研究繼續(xù)完善和改進(jìn)。LPW的這項最新研究將是無價的，因為3D打印技術(shù)在整個制造業(yè)中不斷受到追捧。
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