國際標準對金屬3D打印粉末提出新的嚴格要求。ASTM F3049標準規定,鈦合金粉末氧含量需≤0.013%,球形度≥98%,粒徑分布D10/D90≤2.5;ISO/ASTM 52900標準則要求打印件內部孔隙率≤0.2%,致密度≥99.5%。例如,某企業在通過ISO 13485醫療認證,其鈷鉻合金粉末的雜質元素(Fe、Ni、Mn)總和低于0.05%,符合植入物長期穩定性要求。在航空航天領域中,某型號發動機葉片需通過NADCAP熱處理認證,確保3D打印件在650℃高溫下抗蠕變性能達標。高溫合金粉末在航空發動機渦輪葉片3D打印中展現出優異的耐高溫蠕變性能。寧波不銹鋼粉末咨詢
靜電分級利用顆粒帶電特性分離不同粒徑的金屬粉末,精度較振動篩提高3倍。例如,15-53μm的Ti-6Al-4V粉經靜電分級后,可細分出15-25μm(用于高精度SLM)和25-53μm(用于EBM)的批次,鋪粉層厚誤差從±5μm降至±1μm。日本Hosokawa Micron公司的Tribo靜電分選機,每小時處理量達200kg,能耗降低30%。該技術還可去除粉末中的非金屬雜質(如陶瓷夾雜),將航空級鎳粉的純度從99.95%提升至99.99%。但設備需防爆設計,避免粉末靜電積聚引發燃爆風險。寧夏鈦合金粉末品牌選擇性激光熔化(SLM)技術通過逐層熔化金屬粉末實現復雜金屬構件的高精度成型。
粘結劑噴射(Binder Jetting)通過噴墨頭選擇性沉積粘結劑,逐層固化金屬粉末,生坯經脫脂(去除90%以上有機物)和燒結后致密化。其打印速度是SLM的10倍,且無需支撐結構,適合批量生產小型零件(如齒輪、齒科冠橋)。Desktop Metal的“Studio System”使用420不銹鋼粉,燒結后密度達97%,成本為激光熔融的1/5。但該技術對粉末粒徑要求嚴苛(需<25μm),且燒結收縮率高達20%,需通過數字補償算法預先調整模型尺寸。惠普(HP)推出的Metal Jet系統已用于生產數百萬個不銹鋼剃須刀片,良品率超99%。
金屬粉末回收是3D打印降低成本的關鍵。磁選法可分離鐵基合金粉末中的雜質,回收率達90%以上;氣流分級技術則通過離心場實現粒徑精細分離,將粉末D50控制在±2μm以內。例如,某企業通過氫化脫氫工藝回收鈦合金粉末,將氧含量從0.03%降至0.015%,性能接近原生粉末,回收成本降低60%。在模具制造領域,某企業采用“新粉+回收粉”混合策略(新粉占比70%),在保證打印質量的前提下,材料成本降低40%。但回收粉末的流動性可能下降,需通過粒徑級配優化鋪粉均勻性。316L不銹鋼粉末通過SLM(選擇性激光熔化)技術成型,可生產復雜結構的耐高溫、抗腐蝕工業零件。
冷噴涂技術以超音速(Mach 3)噴射金屬顆粒,通過塑性變形固態沉積成型,適用于熱敏感材料。美國VRC Metal Systems采用冷噴涂修復直升機變速箱齒輪,結合強度300MPa,成本較激光熔覆降低60%。NASA將冷噴涂鋁用于國際空間站外殼修補,抗微隕石撞擊性能提升3倍。挑戰包括:① 粉末需高塑性(如純銅、鋁);② 基體表面需噴砂處理(粗糙度Ra 5μm);③ 沉積效率50-70%。較新進展中,澳大利亞Titomic公司開發動力學冷噴涂(Kinetic Spray),沉積速率達45kg/h,可制造9米長船用螺旋槳。選擇性激光熔化(SLM)技術通過逐層熔融金屬粉末,可制造復雜幾何結構的金屬零件。衢州金屬粉末合作
粉末冶金燒結過程中的液相形成機制對硬質合金的晶粒長大有決定性影響。寧波不銹鋼粉末咨詢
NASA“Artemis”計劃擬在月球建立3D打印基地,將要利用月壤提取的鈦、鋁粉制造居住艙,抗輻射性能較地球材料提升5倍。火星原位資源利用(ISRU)中,在赤鐵礦提取的鐵粉可通過微波燒結制造工具,減少地球補給依賴。深空探測器將搭載電子束打印機,利用小行星金屬資源實時修復船體。技術障礙包括:① 宇宙射線引發的粉末帶電;② 微重力鋪粉精度控制;③ 極端溫差(-150℃至+200℃)下的材料穩定性。預計2040年實現地外全流程金屬制造。寧波不銹鋼粉末咨詢