Метод порошка 3D -печати: Комплексное руководство для высококачественной металлической 3D-печати

В мире Металлическая 3D -печать, Качество последней части начинается с одного критического элемента: 3D Печатная порошка. Этот специализированный материал является строительным блоком для создания сильных, точный, и сложные компоненты - от частей аэрокосмического двигателя до медицинских имплантатов. Но не все порошки 3D -печати одинаковы, и метод, используемый для того, чтобы они напрямую влияли на ключевые свойства, такие как форма частиц, размер, и сила. Для инженеров, покупатель，и производители, понимание этого методы подготовки необходимо для выбора правильного порошка для вашего проекта, сокращение расходов, и избегать неудач печати. Давайте погрузимся в четыре основных метода изготовления порошка 3D -печати, их плюсы и минусы, Реальное мир использует, и как выбрать лучший для ваших нужд.

Что такое 3D -печатная порошка, и почему его метод подготовки имеет значение?

3D Печатная порошка это штраф, унифицированный материал, разработанный специально для аддитивного производства (ЯВЛЯЮСЬ) процессы, такие как SLM (Селективное лазерное плавление) и EBM (Электронный пучок таяния). Это чаще всего используется в металлической 3D -печати, где лазеры или электронные балки растоплены и сливаются с порошком в твердые детали.

Метод, используемый для приготовления порошка, является не просто «закулисным» шагом-он формирует каждый аспект производительности порошка:

• Сферичность частиц: Круглое частицы (называется «сферический порошок») течь более гладко в 3D -принтерах, уменьшение засоров и обеспечение даже слоев.
• Распределение частиц по размерам: Порошки с узким диапазоном размера (НАПРИМЕР., 15–45 мкм) Печать более последовательно, чем те, что со смешанными и большими частицами.
• Чистота: Примеси от подготовки могут ослабить последнюю часть, что имеет решающее значение для таких отраслей, как медицинская и аэрокосмическая промышленность.

Пример реального мира: Производитель медицинского устройства когда-то использовал низкокачественный порошок (Сделано с дешевым методом распыления) печатать имплантаты бедра. Порошок имел нерегулярные формы и высокие уровни примесей, ведущий к 15% имплантатов, неудачных во время тестирования. Переход на метод подготовки на основе плазмы исправил проблему, снижение ставок отказов до меньшего, чем 1%.

А 4 Основные методы приготовления порошка 3D -печати: Подробности, Плюс, и минусы

Каждый метод подготовки использует разные технологии, чтобы превратить сырой металл в мелкий порошок. Ниже приведен разбивка наиболее распространенных методов, их рабочие процессы, И как они сравнивают:

1. Метод вращающегося электрода плазмы (Подготовка)

А Метод вращающегося электрода плазмы (Подготовка) является главным выбором для металлических порошков с высокой точкой., Особенно для титана и суперсплавов. Вот как это работает:

1. Металлический стержень («электрод») вращается на высокой скорости (до 30,000 Rpm).
2. Пламя пламени растает кончик вращающегося стержня.
3. Центробежная сила заворачивает расплавленный металл в крошечные капли.
4. Капли быстро остывают в инертном газе (как аргон) и затвердеть в сферический порошок.

Ключевые преимущества:

• Производит очень сферический порошок (над 95% сферичность) с превосходной поток.
• Низкие уровни примесей (Поскольку металл никогда не касается тиглевого, который может добавить загрязняющие вещества).

Проблемы:

• Ограничено сырью в форме стержня, что может быть дороже.
• Более медленная скорость производства по сравнению с другими методами.

Отраслевой вариант использования: Аэрокосмический гигантский Rolls-Royce использует Prep для изготовления титанового порошка для лезвий реактивных двигателей. Высокая чистота порошка приготовления гарантирует, что лезвия могут противостоять сильному теплу и давлению без растрескивания.

2. Атомизация плазмы

Атомизация плазмы универсален и работает как с металлическими проводами, так и с комковатым сырью (называется «слитки»). Часто используется для нержавеющей стали, никелевые сплавы, и титан.

1. Сырой металл (проволока или слиток) вносит в плазменную факел.
2. Плазменный факел (нагревается до 10000 ° C.) растает металл мгновенно.
3. Высокоскоростный плазменный газовый поток разбивает расплавленный металл на мелкие капли.
4. Капли охлаждают в инертном газе и образуют порошок.

Ключевые преимущества:

• Обрабатывает широкий спектр сырья (провода, слитки, металлолом).
• Быстрее производство, чем подготовка, Сделать его более экономически эффективным для больших партий.

Проблемы:

• Немного более низкая сферичность (85–90%) чем приготовление, который может повлиять на поток у некоторых принтеров.
• Более высокое потребление энергии из-за высокотемпературного плазменного факела.

Отраслевой вариант использования: Поставщик автомобильных деталей использует распыление плазмы для изготовления порошка из нержавеющей стали для 3D-печатных топливных форсунок. Скорость метода позволяет им производить 500 кг порошка в неделю-для удовлетворения своих мелких производственных потребностей.

3. Аэроатомизация

Аэроатомизация (Также называется «Атомизация газа») является наиболее распространенным методом для массового производства 3D-печати порошка. Это идеально подходит для алюминия, медь, и низкопластные стали.

1. Сырой металл расплавлен в тигеле (обычно изготавливается из керамики или графита).
2. Поток высокого давления инертного газа (аргон или азот) взорван в расплавленный металл.
3. Газовый поток разбивает металл на крошечные частицы.
4. Частицы охлаждаются и затвердевают, когда они попадают в камеру сбора.

Ключевые преимущества:

• Самая низкая стоимость за килограмм по сравнению с другими методами (до 40% дешевле, чем подготовка).
• Высокая производственная мощность (может сделать 1,000+ кг порошка в день).

Проблемы:

• Риск загрязнения (НАПРИМЕР., керамические частицы смешиваются с порошком).
• Нерегулярные формы частиц (70–80% сферичность), который может вызвать проблемы с потоком у некоторых 3D -принтеров.

Отраслевой вариант использования: Компания потребительской электроники использует аэроатомизированный алюминиевый порошок для печати легких телефонных рамков. Низкая стоимость аэроатомизации позволяет им снизить производственные затраты при удовлетворении спроса на 10,000+ кадры в месяц.

4. Плазма сфероидализация (А)

Плазма сфероидализация (А) не «запуск» метод - он улучшает существующий порошок (часто из аэроатомизации) делая частицы более сферическими. Он используется, когда поток имеет решающее значение.

1. Нерегулярная или низкокрискописная порошка подается в плазматическую камеру.
2. Плазма нагревает порошок достаточно, чтобы растопить поверхность частиц.
3. Поверхностное натяжение тянет расплавленное материал в сферическую форму.
4. Сферические частицы быстро остывают и собираются.

Ключевые преимущества:

• Преобразует низкокачественный порошок в порошок с высоким потоком (Сферичность прыгает от 70% к 95%+).
• Улучшает «свободную плотность» порошка (сколько порошка подходит в данном пространстве), Уменьшение времени простоя принтера.

Проблемы:

• Добавляет дополнительный шаг (и стоимость) к процессу производства порошка.
• Не могу исправить примеси - только формы и проточная.

Отраслевой вариант использования: Производитель зубного имплантата покупает аэроатомизированный титановый порошок, затем использует PA, чтобы улучшить свою сферичность. Модифицированный порошок плавно течет в своих принтерах SLM, позволяя им печатать 20% больше имплантатов в час с меньшими ошибками.

Сравнение таблицы: 4 3D Методы приготовления порошка печати

Чтобы помочь вам выбрать правильный метод для вашего проекта, Вот бок о бок сравнение ключевых метрик:

Как выбрать правильный метод подготовки: Советы для инженеров и покупателей

Выбор наилучшего метода зависит от потребностей вашего проекта-здесь пошаговое руководство, чтобы избежать дорогостоящих ошибок:

1. Начните с вашего материала: Если вам нужен титан (распространено в медицинских имплантатах), Подготовка или плазма -распыление лучше (Они избегают загрязнения). Для алюминия (используется в потребительских товарах), аэроатаомизация является наиболее экономически эффективной.
2. Расположить свойства порошка приоритетов:

• Если поток имеет решающее значение (НАПРИМЕР., для маленького, подробные части), Выберите PREP или PA, обработанный порошком.
• Если стоимость - ваша главная забота (НАПРИМЕР., большие детали), аэроатомизация - это путь.

3. Рассмотрим свой объем производства:

• Маленькие партии (10–50 кг/месяц): Подготовка или распаковка плазмы хорошо работает.
• Большие партии (1,000+ кг/месяц): Аэроатаомизация - единственный возможный вариант.

Пример: Стартап, создающий 3D-печать рамки дронов, нуждается в алюминиевом порошке. Они производят 500 кг в месяц, Итак, аэроатомизация (бюджетный, высокоскоростной) Идеально. Им не нужна сверхвысокая сферичность (Рамки дронов имеют простые формы), Поэтому они пропускают PA, чтобы сэкономить деньги.

Перспектива технологии Yigu на приготовление порошка 3D -печати

В Yigu Technology, Мы верим Метод правого приготовления порошка так же важен, как и сам 3D -принтер. Многие предприятия упускают из виду качество порошка, приводя к неудачным отпечаткам и потраченным впустую ресурсам. Мы рекомендуем соответствовать методу с потребностями вашей отрасли: Для медицинских и аэрокосмических клиентов, Мы расставляем приоритеты подготовки к подготовке или распылению плазмы для чистоты; Для клиентов потребительских товаров, Мы предлагаем аэроатомизацию сократить расходы. Мы также предлагаем пользовательскую обработку PA для клиентов, которые нуждаются. По мере роста 3D -печать, Мы инвестируем в быстрее, Более дешевые технологии приготовления, например, гибридная плазма-аэроатамизация-чтобы сделать высококачественный порошок доступным для большего количества предприятий.

Часто задаваемые вопросы:

1. Q.: Могу ли я смешать порошки из разных методов подготовки?

А: Мы не рекомендуем это. Породы из разных методов имеют разные формы частиц и размеры, который может вызвать неравномерное плавление и слабые части. Придерживайтесь одного метода для одного проекта.

2. Q.: Стоит ли плазменная сфероидация?

А: Это зависит от вашего принтера и дизайна деталей. Если ваш принтер часто забивается нерегулярным порошком, или если вы делаете маленький, подробные части, PA может сэкономить время и сократить отходы - часто компенсирует дополнительную стоимость. Для простых частей, Обычно это ненужно.

3. Q.: Как проверить, является ли метод приготовления порошка высококачественный?

А: Спросите своего поставщика с двумя ключевыми тестами: (1) «Анализ сферичности» (Использование микроскопа или лазерного сканера) и (2) «отчет о чистоте» (показывают уровни загрязняющих веществ, таких как кислород или углерод). Авторитетные поставщики предоставят их бесплатно.