3D打印鈦合金粉體迎來變革，等離子法高調挑戰(zhàn)霧化法

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)字成像技術分析包括球形度、密度以及純度方面的結果。據(jù)悉，這也是目前全球第二家利用等離子技術生產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、當量直徑、體積和孔隙率進行評價。PG的首席技術官稱，之后還將展示利用選擇性激光熔化（SLM）打印機現(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生產的鈦粉。

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制造商LPW Technology正式運行投產。當時，除了制造出鉭、鎢和包括Ti-6Al-4V在內的鈦合金粉體，他們還瞄準了鉬、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，而且完美的球形導致粉末能夠更緊密的堆積。當這種粉體在基于粉末床技術的3D打印機上使用時，所產生的部件無論是密度還是強度都比未經處理的粉體更好。

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使用，而且可以進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械性能的3D打印部件。

除此之外，使用等離子球形化技術生產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打印機上使用幾次之后含氧量增加的粉體。

來源：中國粉末冶金商務網
延伸閱讀：
【解析】增材制造用金屬粉末材料的關鍵影響因素分析